西部滑坡灾变演化与控制技术：斜坡变形演化阶段分析

2023-08-20 理论教育版权反馈

【摘要】：图4.3-1斜坡演化模式图——松动阶段2.蠕动阶段边坡岩体在自重应力为主的坡体应力长期作用下，向临空方向缓慢而持续的变形，称为边坡蠕动。蠕动是岩体在应力长期作用下，坡体内部产生的一种协调性形变，是岩体趋于破坏的演变过程。

1.松动阶段

岩坡形成初始阶段，坡体中往往出现一系列与坡面近于平行的陡倾角张开裂隙，使边坡岩体向临空方向张开，这种过程和现象称为松动，是一种边坡卸荷回弹的过程和现象。

存在于坡体内的这种松动裂隙，可以是在应力重分布中新产生的，亦可以是沿原有的陡倾裂隙发育而成，但大多数是沿原有的陡倾角裂隙发育而成的。它仅有张开而无明显的相对滑动，张开程度及分布密度由坡面向深处逐渐减小。这种松动裂隙通常有不同的名称，如岸坡裂隙、回弹裂隙、卸荷裂隙等。实践中把发育有松动裂隙的坡体部位称为边坡松动带。边坡松动带使坡体强度降低，又使各种营力因素更易深入坡体，加大坡体内各种营力因素的活跃程度。它是边坡变形与破坏的初始表现。如图4.3-1所示。

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图4.3-1　斜坡演化模式图——松动阶段

2.蠕动阶段

边坡岩体在自重应力为主的坡体应力长期作用下，向临空方向缓慢而持续的变形，称为边坡蠕动。蠕动形成的机制为由岩体中一系列裂隙扩张所致。蠕动是岩体在应力长期作用下，坡体内部产生的一种协调性形变，是岩体趋于破坏的演变过程。坡体中由自重应力引起的剪应力与岩体长期抗剪强度相比很低时，坡体减速蠕动。当应力值接近或超过岩体长期抗剪强度时，坡体加速蠕动直至破坏。所以岩坡的最终破坏要经历一个或短暂，或漫长的过程。

由于岩石性质不同，蠕动变形的机理也有所差别，在脆性岩体中，蠕动岩体沿已有结构面或绕一定的转点作长期缓慢的滑动或转动。它的基本变形单元是滑移和转动倾倒，即发生剪切位移和角位移，岩块本身的形态不发生显著变化，但岩块之间由于蠕动其位置发生相对变化，或出现岩块间的拉裂，从而使岩体出现松动架空现象。岩体的这种蠕动可以是连续进行的，也可以是间歇性地、跳跃式地进行。由于边坡岩块本身在自重应力作用下发生的蠕变变形很小，边坡应力的释放和调整，使的岩块之间产生滑动、转动、张裂，从而使岩层倾斜，同时伴随出现上窄下宽的张裂隙。又由于岩块重心的偏移产生转动力矩，当转动力矩产生的拉应力大于岩块的抗拉强度或者由于拉应力的存在使的岩块产生蠕变变形，导致岩块分段折裂，出现整个岩质边坡坡面上的岩块倾倒破坏。如图4.3-2所示。

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图4.3-2　斜坡演化模式图——蠕动阶段

3.圆弧形滑动

滑动破坏是指边坡上的岩体在重力作用下，沿着边坡内部一定滑动面或滑动带向下滑移的现象，它是岩质边坡岩体常见的变形破坏形式之一。

圆弧破坏的机理为岩体内剪应力超过滑面的抗剪强度，使不稳定岩体沿圆弧形剪切滑移面下滑。在均质的岩体中，特别是在均质泥岩或页岩中，滑动面通常呈弧形，岩体沿此弧形滑面滑移。在非均质的岩坡中，岩坡滑动面是由短折线组成的弧形的几种圆弧破坏形态，近似于对数螺旋曲线或其他形状的弧面。如图4.3-3所示。

4.崩塌

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图4.3-3　斜坡演化模式图——圆弧形滑动

崩塌崩落、垮塌或塌方是较陡边坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚或沟谷的地质现象。在崩塌过程中，岩体无明显滑移面，同时下落岩块或未经阻挡而直接坠于坡脚，或于山坡上滚落，滑移，碰撞最后堆积于坡脚处。规模巨大、涉及山体者称山崩。大小不等、零乱无序的岩块呈锥状堆积在坡脚的堆积物，称崩积物，也可称为岩堆或倒石堆。

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图4.3-4　斜坡演化模式图——崩塌

高陡边坡和陡倾裂隙，系由边坡前缘的裂隙卸荷作用或由基座蠕动造成边坡解体而形成。这些裂隙在表层蠕动作用下，进一步加深，加宽，并促使坡脚主应力增强，坡体的蠕动进一步加剧，下部支撑力减弱，从而引起崩塌。崩塌形成的岩堆给其后侧坡脚以侧向压力，再次发生崩塌的部位将上移。所以，崩塌具有使边坡逐次后退，规模逐渐渐小的趋势。巨型崩塌常发生在巨厚层状和块状岩体中。软硬相间层状岩体，多以局部崩塌为主。崩塌的形成条件和影响因素很多，主要有地形地貌条件、地质构造条件、岩性条件，以及降雨和地下水的影响还有地震的影响、风化作用和人为因素的影响等。如图4.3-4所示。

西部滑坡灾变演化与控制技术：斜坡变形演化阶段分析

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