地下水对边坡稳定性的影响主要表现在( )

地下水对款边坡稳定性的影响

第2卷第 3 6期 2 0年 3月 05

岩

土

力

学

、 .6 NO3 b1 2 .M a. 2 0 r 05

Ro ka d S iM e h nis c n o l c a c

文章编号： 1o一7 9一(0 5 0—0 l—0 oO 58 20) 3 4 9 4

地下水对库岸边坡稳定性的影响刘才华，陈从新，冯夏庭，肖国峰(中国科学院武汉岩土力学研究所环境岩土工程重点实验室，湖北武汉 4 0 7 ) 3 0 1

摘

要：针对库岸边坡在库水位陡降时易发生失稳破坏这一特点，分析了地下水引发库岸边坡失稳的机理，指出在地下水

作用下，边坡岩土物理力学性质恶化、库水浮托力以及坡体内渗透力是影响库岸边坡稳定性的重要因素，给出了考虑地下水

影响的库岸边坡稳定性计算公式。对三峡库区的某边坡工程进行了分析，结果表明：边坡岩土体介质因饱水软化作用，其滑动面的力学参数值降低：水浮托力在某种程度上有利于边坡的稳定。当库水位陡降时，坡体内产生较大的渗透力是导致边库坡失稳的一个很关键的原因。同时指出，在进行库岸边坡治理设计时，采取合理的防冲刷、反滤及疏导措施，能有效地降低地下水对边坡稳定性带来的消极影响。

关键词：地下水；库岸边坡；稳定性中图分类号：T

渗流对边坡稳定性的影响评述

摘要：渗流对边坡稳定性影响重大，本文对在渗流作用下边坡稳定性影响及边

坡稳定性中考虑渗流的方法作简要介绍。

关键词：边坡稳定性分析、流固耦合、渗流场

1 前言

边坡是人类生产生活的最普遍也是重要的地理环境, 与人们的各种活动密切相关。在人类发展过程中, 无时不与它相互冲突、相互协调, 进而达到相互依存。特别是近几十年来, 随着工程活动规模的扩大及经济建设的急剧发展, 边坡工程中高陡边坡稳定性及大型灾害性滑坡预测问题得到越来越多的重视。

土质边坡稳定向题一直是岩土工程领域中一项最基本而又十分主要的研究课题，科学合理地评价土坡稳定性对于确保人民生命财产和保证工程正常运行有非常重要意义。在影响土坡稳定性的诸多因素中，水的作用是一个至关重要的外在因素。大量事实表明：90%以上的土质边坡失稳与水有着息息相关的联系，尤其是在各种危险水力条件下由于渗流作用量易引发滑坡发生。

2 渗流的影响及危害

堤防、江河水库岸坡和土石坝的渗流稳定主要是渗透破坏问题。渗流破坏可区分为整体破坏和局部破坏。整体破坏即在渗流作用下的岸坡滑坡稳定性问题，整体稳定性分析，正确考虑作用在土体上的渗流作用是关键。渗流的局部破坏主要发生在地下水渗流的集中渗出点(

边坡稳定性分析作业及答案

（注：复习内容错误在所难免，答案可能不全，请大家结合教材复习）

1、边坡、要素、分类。

答：倾斜的地坡面称为坡或斜坡，因斜坡往往构成了工程边界，故又称边坡。

边坡要素：坡顶、坡底、坡面；坡肩、坡脚；坡高、坡面角。 分类：土质边坡和岩质边坡。 2、导致滑坡的因素。

答：①应力过大：破坏了坡体力学平衡；

②强度过低：导致滑面抗剪强度不足；

③地质缺陷：岩坡主要是地质界面，土坡主要是孔隙；

④地下水：弱化地质界面抗剪力强度和土粒粘结力，产生静/动水压力； ⑤爆破震动：动力效应的影响；

⑥人为破坏：切断了坡脚，降低了抗滑力；

⑦不利产状：裂隙等地质缺陷的不利产状导致了滑坡；

⑧地下开采：地下开采对疏水稳坡有利，但对岩移失稳不利。 3、边坡稳定性设计思路。

答：①工程地质勘察：包括工程地质和水文地质；

②滑塌模式识别：识别潜在滑塌体及其滑塌模式； ③稳定性分析：计算潜滑体安全系数；

④采取稳坡措施：包括疏干排水、减荷载、降坡角、机械加固等； ⑤接受局部滑坡：进行监测、预报并综合计算其危害、损失、影响； ⑥最终决策：④、⑤比较，使经济效益、社会效益最优。 4、边坡稳定性安全系数。 答：定义一：

定义二：使c、?值降低的系数。

边坡稳定性分析作业及答案

（注：复习内容错误在所难免，答案可能不全，请大家结合教材复习）

1、边坡、要素、分类。

答：倾斜的地坡面称为坡或斜坡，因斜坡往往构成了工程边界，故又称边坡。

边坡要素：坡顶、坡底、坡面；坡肩、坡脚；坡高、坡面角。 分类：土质边坡和岩质边坡。 2、导致滑坡的因素。

答：①应力过大：破坏了坡体力学平衡；

②强度过低：导致滑面抗剪强度不足；

③地质缺陷：岩坡主要是地质界面，土坡主要是孔隙；

④地下水：弱化地质界面抗剪力强度和土粒粘结力，产生静/动水压力； ⑤爆破震动：动力效应的影响；

⑥人为破坏：切断了坡脚，降低了抗滑力；

⑦不利产状：裂隙等地质缺陷的不利产状导致了滑坡；

⑧地下开采：地下开采对疏水稳坡有利，但对岩移失稳不利。 3、边坡稳定性设计思路。

答：①工程地质勘察：包括工程地质和水文地质；

②滑塌模式识别：识别潜在滑塌体及其滑塌模式； ③稳定性分析：计算潜滑体安全系数；

④采取稳坡措施：包括疏干排水、减荷载、降坡角、机械加固等； ⑤接受局部滑坡：进行监测、预报并综合计算其危害、损失、影响； ⑥最终决策：④、⑤比较，使经济效益、社会效益最优。 4、边坡稳定性安全系数。 答：定义一：

定义二：使c、?值降低的系数。

地下水动力学习题

主讲：肖长来 教授 卞建民 博士

3 地下水向完整井的稳定运动

要点：本章是全书的重点之一，主要介绍地下水向完整井的稳定运动理论及相应计算公式，包括裘布依（Dupuit）公式、蒂姆（Thiem）公式、非线性层流井流公式、井流量与降深间的随机关系式以及均匀流中的井流公式。

通过本章习题的练习，要求学生在掌握稳定井流理论的基础上，能熟练利用计算公式确定相应条件下的水井涌水量（或水头）和含水层的渗透系数（或导水系数），提高分析和解决实际问题的能力。

表3—1给出了用稳定流抽水试验资料求渗透系数的公式。

3.1 井 流

习 题 3-l

一、填空题

1．根据揭露含水层的程度和进水条件，抽水井可分为 和 两类。 2．承压水井和潜水井是根据 来划分的。

3．从井中抽水时，水位降深在 处最大，而在 处最小。

4．对于潜水井，抽出的水量主要来自含水层的疏干，它等于 。而对于承压水井，抽出的水量则主要来自含水层的弹性释水，它等于 。

5．对承压完整井来说，水位降深s是 的函数。而对承

地下水动力学习题

主讲：肖长来 教授 卞建民 博士

3 地下水向完整井的稳定运动

要点：本章是全书的重点之一，主要介绍地下水向完整井的稳定运动理论及相应计算公式，包括裘布依（Dupuit）公式、蒂姆（Thiem）公式、非线性层流井流公式、井流量与降深间的随机关系式以及均匀流中的井流公式。

通过本章习题的练习，要求学生在掌握稳定井流理论的基础上，能熟练利用计算公式确定相应条件下的水井涌水量（或水头）和含水层的渗透系数（或导水系数），提高分析和解决实际问题的能力。

表3—1给出了用稳定流抽水试验资料求渗透系数的公式。

3.1 井 流

习 题 3-l

一、填空题

1．根据揭露含水层的程度和进水条件，抽水井可分为 和 两类。 2．承压水井和潜水井是根据 来划分的。

3．从井中抽水时，水位降深在 处最大，而在 处最小。

4．对于潜水井，抽出的水量主要来自含水层的疏干，它等于 。而对于承压水井，抽出的水量则主要来自含水层的弹性释水，它等于 。

5．对承压完整井来说，水位降深s是 的函数。而对承

边坡稳定性分析方法 1.1 概述

边坡稳定性分析是边坡工程研究的核心问题，一直是岩土工程研究的的一个热点问题。边坡稳定性分析方法经过近百年的发展，其原有的研究不断完善，同时新的理论和方法不断引入，特别是近代计算机技术和数值分析方法的飞速发展给其带来了质的提高。边坡稳定性研究进入了前所未有的阶段。

任何一个研究体系都是由简单到复杂，由宏观到微观，由整体到局部。对于边坡稳定性研究，在其基础理论的前提下，边坡稳定分析方法从二维扩展到三维，更符合工程的实际情况；由于一些新理论和新方法的出现，如可靠度理论和对边坡工程中不确定性的认识，边坡稳定分析方法由确定性分析向不确定性分析发展。同时，由于边坡工程的复杂性，边坡稳定评价不能依赖于单一方法，边坡的稳定性评价也由单一方法向综合评价分析发展。 1.2 边坡稳定性分析方法

边坡稳定性分析方法很多，归结起来可分为两类：即确定性方法和不确定性方法, 确定性方法是边坡稳定性研究的基本方法,它包括极限平衡分析法、极限分析法、数值分析法。不确定性方法主要有随机概率分析法等。 1.2.1 极限平衡分析法

极限平衡法是边坡稳定分析的传统方法，通过安全系数定量评价边坡的稳定性，由于安全系数的直观性，被工程界广泛

边坡稳定性声发射监测

维普资讯

2O年第 3卷第 5 O7 3期№ y2O O 7

工业安全与环保 I u r l a t a ni m et ret n n si fy n E vo n a P t i d ta S e d r n l oco

3 3

边坡稳定性声发射监测霍臻陈翠梅王正义(. 1中钢集团武汉安全环保研究院武汉 40 8; 2攀枝花新钢钒股份公司氧气厂 3 01 .摘要

IJ攀枝花 670 )￣I lI 100

工程建设中，常在自然山地上开切人工边坡，一旦滑坡将造成巨大损失。实践表明：声发射 ( E技术能有效捕 A)

捉滑坡的前兆，而进行预报。岩体 A从 E检测技术是岩质工程结构受力破坏的实时动态检测方法，具有测点监控范围大，实时提供信息等优点。A E信号参数与岩质工程结构受力产生破裂损伤或破坏紧密关联。某永久船闸边坡稳定性 A E监测的实践表明，根据 A数据的变化及“ E突变”对边坡岩体、定性及其发展趋势进行评价是有效的。,稳关键词人工边坡声发射监测

Ac u t En￣ O l]t Ol 1 t e S a i t ft e So e o si l i I 1e l I 01 h t bl y 0 h lp c] l

影响斜坡稳定性的因素分析

影响斜坡稳定性的因素十分复杂，其中主要有地形地貌、岩土体类型及性质、地质构造。除此之外，还有水的作用、地震作用、人类活动等。这些因素综合起来可分为两大方面：内在因素和外在因素。内因是最根本的因素，决定着斜坡变形破坏的形式和规模，对斜坡稳定性起控制作用；外因是变化的条件，是通过内因而起作用，促使斜坡变形破坏的发生和发展，外因常常成为斜坡变形破坏的触发因素。

1.影响斜坡稳定性的内在因素

1.1地形地貌

地貌条件决定了边坡的形态，对边坡稳定性有直接的影响。边坡的形态指边坡的高度、坡角、剖面形态以及边坡的临空形态等。对于均质斜坡，其坡度越陡，坡高越大则稳定性越差。对边坡的临空条件来讲，工程地质条件相类似的情况下，凹形坡较凸形坡稳定。 1.2岩土体类型与性质

斜坡岩土体的类型与性质是影响斜坡稳定性的根本因素。包括岩土体的成因类型，组成矿岩土体的矿物成分，岩土体的结构和强度。坚硬完整的岩石，如花岗岩、石灰岩等，能够形成很陡的高边坡而保持有较高的稳定性；而软弱岩石或土体只能形成低缓的斜坡。

由岩浆岩组成的斜坡较好，但原生节理发育也常发生崩塌，特别在风化强度强烈地区，由于风化营力的作用，使风化带内的岩石强度降低，常导致斜坡崩塌。

边坡稳定性声发射监测

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2O年第 3卷第 5 O7 3期№ y2O O 7

工业安全与环保 I u r l a t a ni m et ret n n si fy n E vo n a P t i d ta S e d r n l oco

3 3

边坡稳定性声发射监测霍臻陈翠梅王正义(. 1中钢集团武汉安全环保研究院武汉 40 8; 2攀枝花新钢钒股份公司氧气厂 3 01 .摘要

IJ攀枝花 670 )￣I lI 100

工程建设中，常在自然山地上开切人工边坡，一旦滑坡将造成巨大损失。实践表明：声发射 ( E技术能有效捕 A)

捉滑坡的前兆，而进行预报。岩体 A从 E检测技术是岩质工程结构受力破坏的实时动态检测方法，具有测点监控范围大，实时提供信息等优点。A E信号参数与岩质工程结构受力产生破裂损伤或破坏紧密关联。某永久船闸边坡稳定性 A E监测的实践表明，根据 A数据的变化及“ E突变”对边坡岩体、定性及其发展趋势进行评价是有效的。,稳关键词人工边坡声发射监测

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