道路邊坡工程,土木與建筑工程學院 葛 琪 ,邊坡工程是巖土工程的重要組成部分。邊坡的工作狀況直接或間接地影響工程建筑物的穩定和安全，尤其是道路邊坡，直接危及道路運營的車輛和人員安全性。 邊坡是指地表面一切具有傾向臨空面的地質體，是廣泛分布于地表的一種地貌景觀。峰巒起伏的山川大地，有千變萬化的邊坡所顯現；蜿蜒曲折的河流湖泊，有水上和水下的邊坡所約束。 邊坡工程廣泛地存在于道路工程中，常常作為附屬結構，起到維護道路正常運營的目的。,邊坡工程研究的理論基礎需要多種學科的相互結合、相互滲透，不僅包括工程數學、工程力學、工程地質學、巖土力學，還應結合計算機仿真技術、巖土工程測試技術等手段。經過100多年的研究和發展，從邊坡的規律性分析，到邊坡的變形破壞機制的研究，以及邊坡穩定性評價和預測預報，均取得了令人矚目的成果，已初步形成邊坡工程獨立的學科體系。這一體系應包括四大部分： 邊坡（或滑坡）的區域分布規律性研究； 邊坡的變形破壞機制研究； 邊坡的穩定性評價和預測預報； 邊坡工程治理。,了解公路邊坡工程的分類、基本結構和發展歷史,提高道橋專業基本技能,邊坡工程專業性的知識儲備,邊坡工程穩定性分析和初步設計,課程的學習目標,課程的結構： 第一章 邊坡工程概述 第二章 邊坡工程的變形破壞 第三章 影響邊坡穩定性的主要因素 第四章 邊坡結構穩定分析的通用條分法 第五章 邊坡結構穩定分析的簡化方法 第六章 滑帶土的抗剪強度 第七章 邊坡工程設計,課程的結構： 第八章 滑坡的防治工程設計 第九章 邊坡加固穩定性分析 第十章 有限元法在邊坡穩定分析中的應用 第十一章 邊坡工程的坡面防護 第十二章 邊坡工程的監測 第十三章 邊坡破壞的預報,課程成績的考核：,課程成績,課堂考勤 30%,表現 10%,思考題 30%,第一章 邊坡工程概述 一、邊坡工程研究內容概述,研究內容概述,同樣，這種定義也沒有涉及邊坡與滑面是如何形成的，而這些與邊坡工程防治休戚相關，因而這一定義也不適用于工程防治。 由于邊坡與滑坡成因、滑面形成、失穩機理、穩定分析方法及其防治措施等不同而形成了兩種不同的防治工程，可稱為邊坡工程與滑坡工程。邊坡是指由于工程行為而人工開挖或填筑的斜坡，坡體中滑面是新形成的，開挖與填筑前沒有變形與滑動跡象。而滑坡多數指山于自然因素而引起坡體變形或滑動的自然斜坡，坡體中的滑面是自然存在的，坡體正處于蠕動變形或滑動階段，坡體有變形或滑動跡象，少數滑坡指工程開挖形成的斜坡。,2.邊坡與滑坡？ 通常，邊坡與滑坡沒有非常嚴格的區別標準，通常可按下述特征來進行綜合區別: (1)邊坡指由工程原因開挖或填筑的人工斜坡;而滑坡指由于自然原因正在蠕動滑動的自然斜坡； (2)邊坡在工程開挖與填筑前坡體內不存在滑面，但可以存在未曾滑動的構造面。開挖前坡體無蠕動或滑動跡象；滑坡在坡體內存在天然的滑面，坡體已有蠕動或滑動跡象。 (3)當人工斜坡內存在天然的滑面或引發古老滑坡滑面復活時，稱為工程滑坡。反之，當天然斜坡危及工程安全而需治理時則稱為自然邊坡。,因此，邊坡與滑坡的區別在于： （1）邊坡是涉及工程建設中的人工斜坡，即使是自然邊坡也必須與工程建設有關； 而滑坡通常是由自然原因引發的自然斜坡，只有工程滑坡才與工程建設有關； （2）邊坡坡體的滑動面是由于人工開挖與填筑后才形成的，原先并不存在，且坡體無蠕動與滑動的跡象； 而滑坡具有自然的滑面，且坡體有蠕動與滑動等現象。,3. 滑坡的危害 滑坡是一種重要的地質災害，對人類的生命則產帶來重大威脅。例如滑坡可導致交通中斷，河道堵塞，廠礦城鎮被掩埋，工程建設受阻。 我國日前正處于經濟建設高速發展的時期。滑坡給水利、鐵路、公路、礦山建設帶來巨大損失。 滑坡可以發生在土質邊坡，也可能發生在巖質邊坡。發生于土質邊坡的形態通常比較單一，基本上以剪切破壞為主，滑裂面為圓弧型或圓弧與夾泥層的組合型。,人類與滑坡災害作斗爭的努力始終沒有中斷過。這一努力表現在認識滑坡機理、完善邊坡穩定分析理論和方法、開發滑坡治理技術和滑坡預報等方面。對滑坡災害認識的不斷深化是建立在地理、地質和巖石力學、土力學等一系列科學分支的形成、發展和完善的基礎上的。滑坡預報和治理又是圍繞著確保人身安全和經濟建設順利開展而進行。 只有在諸多領域內共同開展深入的研究，人類才有可能在防治滑坡方面取得重大進展。,二、 邊坡工程的分類 1. 邊坡的組成,關于邊坡的分類，在國內至今還沒有一個公認的統一分類方法，一般情況下有以下幾種分類方式:,邊坡分類,按巖性不同,地質環境與人工改造的程度,按邊坡高度,按變形情況,按邊坡坡度,1. 按巖性不同分類 根據巖性不同，邊坡可分為巖質邊坡和土質邊坡。 2. 按地質環境與人工改造的程度分類 可以分為自然邊坡和人工邊坡。 3. 按邊坡高度不同分類 按邊坡高低可分為超高邊坡、高邊坡、中邊坡和低邊坡4類。 4. 按邊坡坡度不同分類 按邊坡坡度可分為微斜邊坡、平緩邊坡、陡坡、急坡、懸坡、倒坡6種類型。,5. 按變形情況不同分類 未變形邊坡：邊坡巖體未發生位移變形。 變形邊坡：邊坡巖體曾發生位移變形。,三、邊坡破壞的特征 （1）破壞形式,崩塌,落石,坍塌,滑塌,錯落,傾倒,破壞形式,崩塌，是陡坡上的巨大巖體或土體，在重力和其他外力作用下，突然向下崩落的現象。崩塌過程中巖體(或土體)猛烈地翻滾、跳躍、互相撞擊，最后堆于坡腳，原巖體(或土體)結構遭到嚴承破壞。,崩塌形成條件: 地形450 脆性巖石或上硬下軟 高陡裂隙,崩塌形成機理示意圖,坍塌，是上層、堆積層或風化破碎巖層斜坡，由于土壤中水和裂隙水的作用、河流沖刷或人工開挖坡陡于巖體自身強度所能保持的坡度而產生逐層塌落的變形現象。這是一種非常普遍的現象，一直塌到巖土體自身的穩定角時方可自行穩定。,滑塌，是斜坡上的巖體或土體，在重力和其他外力作用下，沿坡體內新形成的滑面整體向下以水平滑移為主的現象。它與坡體滑坡十分類似，滑坡是沿坡體內一定的軟弱面（或帶)整體向下滑動。,GZ40陜西省勉縣寧強高速公路K31+300高邊坡在施工中發生滑塌,傾倒，是陡傾的巖體山于卸荷回彈和其他外力作用，繞其底部某點向臨空方向傾倒的現象，它可以轉化為崩塌或滑塌，也可停止在傾倒變形階段。 錯落，是被陡傾的構造面與后部完整巖體分開的較破碎土體，因坡腳受沖刷或人工開挖和震動影響，下伏軟弱層不足以承受上部巖體壓力而被壓縮，引起坡體以垂直下錯為主的變形現象。 落石，是指破碎且節理裂隙發育硬質巖斜坡，軟、硬巖土層和斷層破碎影響帶巖塊逐漸松動、墜落現象，及大型危巖倒塌、墜落，統稱危崖落石