当裂缝发展到一定程度,未拉裂岩体强度及岩层面强度不足以抵抗重力及其它因素综合破坏作用时,便会形成贯穿岩层的剪切破裂面,发生如图3-4
图3-4切向层状岩坡破坏楔体的形成过程示意图
3.1.4垂向坡的变形破坏机理
垂向坡是指岩层走向与边坡走向大体垂直的一类层状岩质边坡。
这类边坡较为稳定,不易破坏,一般不做特别支护。
但随着近几年来的工程实践发现,这类边坡也有可能发生破坏。
垂向坡的破坏主要以失稳块体的崩塌破坏为主,其变形机制可以根据其变形过程概括为碎裂一滑移。
岩体破坏的块体理论的创立,为这类边坡变形破坏破坏的理论研究提供了有力的工具。
垂向坡的块裂变形过程,可分为三个阶段。
<1)边坡形成阶段
在这一阶段,边坡的变形主要表现为裂隙的产生与发展。
天然条件下的岩体结构中或多或少存在着大大小小的裂隙。
当这些裂隙的存在不会对岩体的整体结构稳定性产生太大影响时,我们都可以认为岩体结构是完整的。
然而人工边坡的开挖,特别是采用岩体爆破方法时,对岩体的扰动作用会加剧裂隙的产生及使原有裂隙进一步扩展。
边坡形成后的卸荷回弹,使岩体变得松动也为裂隙的产生与扩张提供了便利。
<2)块体形成阶段
这一阶段是边坡块裂变形演化时间最长的阶段,岩体在这一阶段的变形主要为裂隙的扩展贯通。
其实在前一阶段可能己经产生了一些基本贯通的裂隙,只是这类贯通性裂隙为数极少,还不足以影响整个边坡的稳定。
而在这一阶段,经过漫长的演化,这些裂隙开始普遍贯通,与边坡临空面一起将原来完整的岩体分割成许多大小形状不一的块体结构。
在这一阶段由于在结构面上各岩块接触还比较充分,尚没有形成规模较大的岩块崩塌破坏。
<3)块体崩塌阶段
这一阶段,由于结构面处的应力集中,使结构面附近岩体开始破碎成屑,使结构面的力学强度大大降低。
在加上日积月累的雨水下渗侵蚀以及岩屑的流失,使得结构面失去了对岩石块体的支撑阻滑作用,岩块体开始较大规模塌落破坏。
当然这种崩塌破坏的发生,主要与早期边坡形成阶段岩体的破碎程度有关。
一般
来说,岩性<包括岩体的裂隙发育程度及岩石的力学特性)较好的岩体不易发生块体的崩塌失稳破坏。
3.1.5反向坡的变形破坏机理
反向坡是指岩层倾向与边坡倾向相反,且岩层走向与边坡走向夹角不大<一般不大于20°)的一类层状岩质边坡。
反倾坡主要以弯曲一拉裂<即倾倒破坏)破坏为主。
反向坡的弯曲一拉裂破坏主要发生在斜坡前缘,陡倾的板状岩体在自重弯矩作用下,于前缘开始向临空方向作悬臂梁弯曲,井逐渐向坡内发展。
弯曲的板梁之间互相错动并伴有拉裂,弯曲体后缘出现拉裂缝,形成平行于走向的反坡台阶和槽沟。
板梁弯曲剧烈部位往往产生横切板梁的折裂<图3-5)。
硬而厚的板梁,其变形的发展可划分为如图3-8所示的各阶段。
<1)卸荷回弹陡倾面拉裂阶段。
<2)板梁弯曲,拉裂而向深部扩展并向坡后推移阶段。
如果坡度很陡,此阶段大多伴有坡缘、坡面局部崩落。
<3)板梁根部折裂、压碎阶段。
岩块转动、倾倒,导致崩塌。
由于随板梁弯曲发展,作用于板梁的力矩也随之而增大,所以这类变形一旦发生,通常均显示累进性破坏特性。
薄而较软的层状岩体,由于弯曲变形角度可以很大,最大弯折带常形成倾向坡外断续的拉裂面,岩层中原有的垂直层面的裂隙转向坡外倾斜。
在这种情况下,继续变形将主要受这些倾向坡外的破裂面所控制,实际上已转为滑移<或蠕滑)一拉裂变形,最终发展为滑坡,这一演化过程已为再现模拟所证实。
值得指出的是,倾内层状体斜坡演化过程中具有双重潜在滑移面特征,可分别形成表层滑塌和深部滑坡。
图3-5弯曲-拉裂变形
图3-6弯曲-拉裂变形演进图
3.2边坡滑动稳定性分析
判断滑坡稳定性,可以预测斜坡滑动的可能性和判断现有滑坡的稳定性。
国内铁路、公路等部门均采用以地质、地貌为主的综合分析判断方法,即从滑坡的地貌形态演变、斜坡的地质条件对比、滑动前的迹象观测、分析滑动因素的变、斜坡平衡核算、斜坡稳定性计算、坡脚应力与强度对比、工程地质比拟计算等方面进行分析判断。
3.2.1工程地质调查法
1、滑坡滑动前的迹象
<1)斜坡中地下水的水位和水质发生显著变化,有些干泉突然流出浑水,斜坡坡脚附近湿地增多且范围扩大。
<2)斜坡上部出现弧形裂缝,坡脚附近土、石被挤紧并出现大量鼓胀裂缝,斜坡中部被纵、横裂缝所分割。
<3)斜坡上部不断下陷,其上树木开始倾斜,建筑物开裂并变形。
<4)斜坡下部的路基不断上拱,斜坡前缘土、石零星下落。
<5)大规模岩石滑坡滑动之前,由于岩层面错动挤压会发出声响。
2、滑坡体缓慢滑动的迹象
<1)路基和行道树逐年下移。
<2)山坡上的农田变形,水田漏水,水田变为旱地,或大块田变小块田。
<3)斜坡上一些灌溉渠道不断破坏或逐年往下移动。
稳定滑坡的形态
不稳定滑坡的形态
1、滑坡后壁较高,长满了树木,找不到擦痕和裂缝。
1、滑坡后壁高陡,未长草木,常能找到擦痕和裂缝。
2、滑坡台地基宽大且已夷平,土体密室,无陷落不均现象。
2、滑坡台地尚保持台坎,土地松散,地表有裂缝且陷落不均。
3、滑坡前缘的斜坡较缓,土体密实,长满草木,无松散坍塌现象。
3、滑坡前缘的斜坡较陡,土体松散,未生草木,不断产生小量坍塌现象。
4、滑坡两侧的自然沟谷切割很深,谷底基岩出露。
4、滑坡两侧多是新生沟谷,切割较浅,沟底多松散物质。
5、滑坡体较干,地表多无泉水和湿地,滑坡舌部泉水清澈。
5、滑坡体湿度很大,地表泉