中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡災(zāi)變機(jī)理與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：理論、案例與實(shí)踐

中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡災(zāi)變機(jī)理與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：理論、案例與實(shí)踐一、引言1.1研究背景與意義在各類地質(zhì)體中，巖質(zhì)邊坡廣泛分布，作為一種特殊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性對(duì)工程建設(shè)和地質(zhì)環(huán)境有著深遠(yuǎn)影響。中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡，作為巖質(zhì)邊坡的一種特殊類型，因其獨(dú)特的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和力學(xué)特性，在工程實(shí)踐和地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域中占據(jù)著重要地位。中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡通常指巖層傾角在一定范圍內(nèi)（一般認(rèn)為是5°-35°），且?guī)r層傾向與坡向基本一致的巖質(zhì)邊坡。這種邊坡在自然界中較為常見，尤其在我國(guó)西南地區(qū)，如四川、云南、貴州等地，由于復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和豐富的降水條件，中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡大量發(fā)育。在山區(qū)高速公路建設(shè)中，常常會(huì)遇到此類邊坡，由于道路的開挖和填筑，改變了邊坡原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)，使得邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)大大增加。在水電工程建設(shè)中，水庫(kù)的蓄水和放水過程會(huì)對(duì)周邊的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡產(chǎn)生浸潤(rùn)和卸荷作用，進(jìn)一步影響其穩(wěn)定性。中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性問題不僅關(guān)系到工程建設(shè)的安全與順利進(jìn)行，還與地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生密切相關(guān)。一旦此類邊坡發(fā)生失穩(wěn)破壞，可能引發(fā)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。2009年6月5日，重慶武隆雞尾山發(fā)生山體滑坡，滑坡體為中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡，由于持續(xù)降雨和采礦活動(dòng)的影響，邊坡突然失穩(wěn)，造成74人死亡和失蹤，大量房屋被掩埋，直接經(jīng)濟(jì)損失巨大。此次災(zāi)害充分說明了中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡災(zāi)變的嚴(yán)重性和危害性。深入研究中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的災(zāi)變機(jī)理，對(duì)于揭示其失穩(wěn)破壞的內(nèi)在規(guī)律，制定有效的防災(zāi)減災(zāi)措施具有重要意義。通過對(duì)災(zāi)變機(jī)理的研究，可以明確邊坡失穩(wěn)的主控因素和誘發(fā)因素，從而為邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供科學(xué)依據(jù)。準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估能夠量化邊坡失穩(wěn)的可能性和危害程度，為工程決策提供重要參考，有助于合理分配資源，采取針對(duì)性的防護(hù)措施，降低地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)。在工程建設(shè)方面，研究中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡災(zāi)變機(jī)理及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，能夠?yàn)檫吰碌脑O(shè)計(jì)、施工和維護(hù)提供理論支持。在邊坡設(shè)計(jì)階段，根據(jù)災(zāi)變機(jī)理和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，可以合理確定邊坡的坡度、坡高和支護(hù)方式，確保邊坡在施工和運(yùn)營(yíng)期間的穩(wěn)定性。在施工過程中，依據(jù)研究成果可以制定科學(xué)的施工方案，避免因施工不當(dāng)引發(fā)邊坡失穩(wěn)。在邊坡運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段，通過風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，采取相應(yīng)的加固和治理措施，保障工程的長(zhǎng)期安全運(yùn)行。中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡災(zāi)變機(jī)理及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究，對(duì)于防災(zāi)減災(zāi)和工程建設(shè)都具有不可忽視的重要意義。它不僅有助于減少地質(zhì)災(zāi)害造成的損失，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全，還能促進(jìn)工程建設(shè)的安全、高效進(jìn)行，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡災(zāi)變機(jī)理研究現(xiàn)狀國(guó)外在巖質(zhì)邊坡災(zāi)變機(jī)理研究方面起步較早，早期主要集中在對(duì)邊坡破壞模式的觀察和分類。20世紀(jì)中葉，Terzaghi提出了經(jīng)典的土力學(xué)理論，為巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析奠定了基礎(chǔ)，此后，學(xué)者們開始關(guān)注巖質(zhì)邊坡中結(jié)構(gòu)面的作用。Goodman通過室內(nèi)試驗(yàn)研究了節(jié)理巖體的力學(xué)特性，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)面的存在顯著降低了巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。隨著研究的深入，數(shù)值模擬技術(shù)逐漸應(yīng)用于巖質(zhì)邊坡災(zāi)變機(jī)理研究。Cundall提出的離散單元法（DEM）能夠模擬巖體的不連續(xù)變形，為研究邊坡的漸進(jìn)破壞過程提供了有力工具。在中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡災(zāi)變機(jī)理研究方面，國(guó)外學(xué)者取得了一系列成果。他們認(rèn)為，中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的破壞主要受層面強(qiáng)度、地下水作用和地震力等因素的影響。層面的抗剪強(qiáng)度不足是導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的關(guān)鍵因素之一，地下水的滲入會(huì)降低層面的有效應(yīng)力，進(jìn)一步削弱其抗剪強(qiáng)度。地震力的作用則會(huì)使邊坡巖體產(chǎn)生慣性力，增加邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。一些學(xué)者還通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和模型試驗(yàn)，研究了中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡在不同工況下的變形和破壞特征，為災(zāi)變機(jī)理的研究提供了實(shí)際數(shù)據(jù)支持。國(guó)內(nèi)對(duì)巖質(zhì)邊坡災(zāi)變機(jī)理的研究也取得了豐碩的成果。黃潤(rùn)秋等學(xué)者對(duì)西南地區(qū)的高陡巖質(zhì)邊坡進(jìn)行了深入研究，揭示了巖石高邊坡發(fā)育的動(dòng)力過程及其穩(wěn)定性控制因素。在中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡方面，許多學(xué)者從不同角度進(jìn)行了研究。許強(qiáng)通過對(duì)大量順層巖質(zhì)邊坡案例的分析，總結(jié)了其破壞模式和災(zāi)變機(jī)制，指出中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的破壞往往是由多種因素共同作用引起的，包括地層巖性、巖體結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件和人類工程活動(dòng)等。一些學(xué)者還利用數(shù)值模擬軟件，如FLAC、ANSYS等，對(duì)中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的應(yīng)力應(yīng)變分布、變形破壞過程進(jìn)行了模擬分析，進(jìn)一步深化了對(duì)其災(zāi)變機(jī)理的認(rèn)識(shí)。盡管國(guó)內(nèi)外在中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡災(zāi)變機(jī)理研究方面取得了一定進(jìn)展，但仍存在一些不足之處。對(duì)中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡災(zāi)變過程中的多場(chǎng)耦合作用（如滲流場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、溫度場(chǎng)等）研究還不夠深入，尚未建立完善的多場(chǎng)耦合模型來準(zhǔn)確描述邊坡的災(zāi)變過程。在考慮復(fù)雜地質(zhì)條件和人類工程活動(dòng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響方面，現(xiàn)有的研究還不夠全面，缺乏系統(tǒng)性的分析方法。1.2.2中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究現(xiàn)狀國(guó)外在巖質(zhì)邊坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面的研究相對(duì)成熟，形成了一套較為完善的評(píng)估體系。早期的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要采用定性分析方法，如專家打分法、層次分析法等，這些方法主要依賴于專家的經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷，評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性相對(duì)較低。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)學(xué)理論的發(fā)展，定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法逐漸成為主流。如蒙特卡羅模擬法、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法等，能夠通過大量的模擬計(jì)算，考慮多種不確定性因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，從而更準(zhǔn)確地評(píng)估邊坡的風(fēng)險(xiǎn)。在中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面，國(guó)外學(xué)者提出了多種評(píng)估模型和方法。一些學(xué)者將地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估相結(jié)合，利用GIS強(qiáng)大的空間分析功能，對(duì)邊坡的地形、地質(zhì)、水文等信息進(jìn)行綜合分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)邊坡風(fēng)險(xiǎn)的可視化評(píng)估。一些學(xué)者還考慮了邊坡失穩(wěn)后的危害程度，通過建立損失評(píng)估模型，對(duì)人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失等進(jìn)行量化評(píng)估，為制定合理的防災(zāi)減災(zāi)措施提供了依據(jù)。國(guó)內(nèi)在巖質(zhì)邊坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估領(lǐng)域也開展了大量研究工作。近年來，隨著對(duì)地質(zhì)災(zāi)害防治工作的重視，巖質(zhì)邊坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)得到了快速發(fā)展。國(guó)內(nèi)學(xué)者在借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，提出了一系列適合我國(guó)國(guó)情的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。一些學(xué)者針對(duì)中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的特點(diǎn)，建立了基于模糊綜合評(píng)價(jià)、可拓學(xué)等理論的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，這些模型能夠綜合考慮多種影響因素，對(duì)邊坡的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面評(píng)估。一些學(xué)者還利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和反演分析方法，對(duì)邊坡的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估和動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)，提高了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。目前中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究仍存在一些問題。評(píng)估指標(biāo)體系的建立還不夠完善，不同指標(biāo)之間的權(quán)重確定缺乏科學(xué)依據(jù)，導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果的客觀性和可靠性受到一定影響。在處理不確定性因素方面，雖然已經(jīng)采用了一些概率統(tǒng)計(jì)方法，但對(duì)于一些復(fù)雜的不確定性問題，如巖土參數(shù)的不確定性、模型的不確定性等，還缺乏有效的處理手段。1.2.3研究現(xiàn)狀總結(jié)與不足國(guó)內(nèi)外在中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡災(zāi)變機(jī)理及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面已取得了豐富的研究成果，但仍存在一些需要進(jìn)一步深入研究的問題。在災(zāi)變機(jī)理研究方面，對(duì)多場(chǎng)耦合作用和復(fù)雜地質(zhì)條件下的邊坡穩(wěn)定性分析還存在不足；在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面，評(píng)估指標(biāo)體系和不確定性處理方法有待進(jìn)一步完善。本文將針對(duì)這些不足，開展深入研究，以期為中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的防災(zāi)減災(zāi)和工程建設(shè)提供更科學(xué)的理論支持和技術(shù)方法。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容本研究圍繞中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡災(zāi)變機(jī)理及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估展開，具體內(nèi)容如下：中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡災(zāi)變機(jī)理研究：分析邊坡的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，包括巖層的產(chǎn)狀、厚度、巖性組合等，研究這些因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。通過室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，獲取巖體的物理力學(xué)參數(shù)，如彈性模量、泊松比、內(nèi)摩擦角、粘聚力等，建立巖體的力學(xué)模型。探討在自然因素（如降雨、地震、風(fēng)化等）和人類工程活動(dòng)（如開挖、加載、爆破等）作用下，邊坡內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律，揭示邊坡從變形到破壞的漸進(jìn)過程和災(zāi)變機(jī)制。影響中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的因素分析：全面分析地層巖性、巖體結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件、地形地貌、地震作用、降雨作用以及人類工程活動(dòng)等因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。運(yùn)用敏感性分析方法，確定各因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響程度，找出影響邊坡穩(wěn)定性的主控因素和關(guān)鍵因素。中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法研究：建立科學(xué)合理的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，綜合考慮邊坡的穩(wěn)定性、破壞模式、危害程度等因素，選取合適的評(píng)估指標(biāo)。研究并改進(jìn)現(xiàn)有的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，如層次分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、蒙特卡羅模擬法等，結(jié)合中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的特點(diǎn)，提出適合該類邊坡的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。利用建立的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，對(duì)實(shí)際工程中的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，驗(yàn)證模型的有效性和可靠性。基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡防治措施研究：根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，針對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的邊坡，制定相應(yīng)的防治措施。對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)邊坡，提出加強(qiáng)支護(hù)、排水、卸載等工程措施，降低邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)于中低風(fēng)險(xiǎn)邊坡，提出定期監(jiān)測(cè)、維護(hù)等措施，確保邊坡的穩(wěn)定。對(duì)防治措施的效果進(jìn)行評(píng)估和分析，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，提高防治措施的科學(xué)性和有效性。1.3.2研究方法本研究采用多種方法相結(jié)合的方式，以確保研究的全面性和深入性，具體研究方法如下：文獻(xiàn)研究法：廣泛查閱國(guó)內(nèi)外關(guān)于中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡災(zāi)變機(jī)理及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的相關(guān)文獻(xiàn)資料，包括學(xué)術(shù)論文、研究報(bào)告、工程案例等，了解該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，總結(jié)前人的研究成果和經(jīng)驗(yàn)，為本研究提供理論基礎(chǔ)和研究思路。工程地質(zhì)調(diào)查法：對(duì)實(shí)際工程中的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)調(diào)查，包括地形地貌測(cè)繪、地質(zhì)構(gòu)造分析、地層巖性勘察、水文地質(zhì)調(diào)查等，獲取邊坡的基本地質(zhì)信息和工程地質(zhì)條件，為后續(xù)的研究提供實(shí)際數(shù)據(jù)支持。室內(nèi)試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)法：通過室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)，測(cè)定巖體的物理力學(xué)參數(shù)，了解巖體的力學(xué)特性。在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)邊坡進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，包括位移監(jiān)測(cè)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)、地下水監(jiān)測(cè)等，獲取邊坡在自然因素和人類工程活動(dòng)作用下的變形和受力情況，為研究邊坡的災(zāi)變機(jī)理提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。數(shù)值模擬法：利用數(shù)值模擬軟件，如FLAC、ANSYS、UDEC等，建立中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的數(shù)值模型，模擬邊坡在不同工況下的應(yīng)力應(yīng)變分布、變形破壞過程，分析各種因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，預(yù)測(cè)邊坡的失穩(wěn)可能性和破壞模式。理論分析法：基于巖石力學(xué)、土力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)等學(xué)科的基本理論，對(duì)中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行理論分析，推導(dǎo)相關(guān)的計(jì)算公式和模型，為邊坡的災(zāi)變機(jī)理研究和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供理論依據(jù)。案例分析法：選取多個(gè)典型的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡工程案例，對(duì)其災(zāi)變過程、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法和防治措施進(jìn)行深入分析，總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)和失敗教訓(xùn)，驗(yàn)證本研究提出的理論和方法的可行性和有效性。二、中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡概述2.1定義與特征中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡是巖質(zhì)邊坡中的一種特殊類型，在地質(zhì)工程領(lǐng)域具有重要的研究?jī)r(jià)值。其定義主要基于巖層傾角和傾向與坡向的關(guān)系。一般來說，中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的巖層傾角范圍大致在5°-35°之間。這一角度范圍使得邊坡既區(qū)別于近水平巖層的邊坡，又不同于陡傾角的巖質(zhì)邊坡，具有獨(dú)特的力學(xué)行為和變形破壞機(jī)制。當(dāng)巖層傾角處于這一區(qū)間時(shí)，邊坡巖體在自身重力、地下水、地震力等多種因素的作用下，表現(xiàn)出與其他類型邊坡不同的穩(wěn)定性特征。從巖層傾向來看，中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的巖層傾向與坡向基本一致。這種一致性使得邊坡巖體沿著層面方向存在潛在的滑動(dòng)趨勢(shì)，層面成為控制邊坡穩(wěn)定性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)面。由于層面的抗剪強(qiáng)度相對(duì)較低，在外界因素的影響下，層面間的摩擦力和粘聚力可能不足以抵抗巖體的下滑力，從而導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的地層結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出明顯的層狀特征，由不同巖性的巖層相互疊置而成。這些巖層的厚度、巖性組合以及層間結(jié)合狀態(tài)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性有著重要影響。在一些中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，可能存在軟弱夾層，如頁(yè)巖、泥巖等，這些軟弱夾層的抗剪強(qiáng)度低，遇水易軟化，是邊坡穩(wěn)定性的薄弱環(huán)節(jié)。軟弱夾層的存在使得邊坡在受到外部荷載作用時(shí)，容易在夾層處發(fā)生剪切破壞，進(jìn)而引發(fā)邊坡的整體失穩(wěn)。巖層的厚度也會(huì)影響邊坡的穩(wěn)定性，較厚的巖層通常具有較高的強(qiáng)度和剛度，能夠提供更大的抗滑阻力；而較薄的巖層則相對(duì)更容易發(fā)生變形和破壞。巖石特性是中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的重要特征之一。不同巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和物理力學(xué)性質(zhì)差異較大，這些差異直接影響著邊坡的穩(wěn)定性。砂巖、灰?guī)r等硬質(zhì)巖石，其抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度較高，一般情況下能夠提供較好的邊坡穩(wěn)定性；而頁(yè)巖、泥巖等軟質(zhì)巖石，由于其強(qiáng)度較低、遇水易軟化、抗風(fēng)化能力弱等特性，使得邊坡在軟質(zhì)巖石分布區(qū)域更容易出現(xiàn)變形和破壞。巖石的節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度也會(huì)顯著降低巖石的整體性和強(qiáng)度，增加邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)節(jié)理、裂隙與層面相互貫通時(shí)，會(huì)形成不利的滑動(dòng)面組合，使得邊坡巖體更容易發(fā)生滑動(dòng)破壞。2.2分布情況中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的分布受到地質(zhì)構(gòu)造和地形地貌的顯著控制，在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)出特定的分布規(guī)律。從全球板塊構(gòu)造角度來看，在板塊碰撞擠壓區(qū)域，如阿爾卑斯-喜馬拉雅造山帶，由于強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，巖層發(fā)生褶皺、斷裂和錯(cuò)動(dòng)，形成了大量的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡。在阿爾卑斯山區(qū)，由于非洲板塊與歐亞板塊的碰撞擠壓，山體巖石受到強(qiáng)烈的應(yīng)力作用，巖層發(fā)生變形和變位，許多區(qū)域形成了中緩傾角順層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在合適的地形條件下，發(fā)育成中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡。在這些區(qū)域，邊坡巖體受到復(fù)雜的構(gòu)造應(yīng)力影響，其穩(wěn)定性問題更為突出。在我國(guó)，中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡廣泛分布，尤其是西南地區(qū)，包括四川、云南、貴州等地，是該類邊坡的主要發(fā)育區(qū)域。西南地區(qū)處于印度板塊與歐亞板塊碰撞帶的邊緣，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍。印度板塊持續(xù)向北擠壓歐亞板塊，使得西南地區(qū)的巖石地層發(fā)生強(qiáng)烈的褶皺、斷裂等構(gòu)造變形，形成了眾多傾向與坡向一致、傾角適中的巖層結(jié)構(gòu)，為中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的形成提供了地質(zhì)基礎(chǔ)。在四川盆地周邊，由于龍門山斷裂帶和華鎣山斷裂帶的活動(dòng)，山體巖石受到擠壓和錯(cuò)動(dòng)，形成了大量的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡。這些邊坡在地形上多處于山區(qū)河谷兩側(cè)、高山斜坡地帶，地形起伏較大，相對(duì)高差明顯，為邊坡的失穩(wěn)提供了勢(shì)能條件。在云南，橫斷山脈地區(qū)由于板塊碰撞和河流深切作用，中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡大量發(fā)育。河流的長(zhǎng)期下切侵蝕，使得山體邊坡的臨空面增大，邊坡巖體的穩(wěn)定性降低。在怒江、瀾滄江等深切河谷區(qū)域，邊坡巖體在自重、河流沖刷和降雨等因素的作用下，極易發(fā)生失穩(wěn)破壞。貴州地區(qū)以喀斯特地貌為主，巖石多為碳酸鹽巖，在長(zhǎng)期的溶蝕作用下，形成了獨(dú)特的地形地貌。在一些背斜、向斜構(gòu)造的翼部，常出現(xiàn)中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡，這些邊坡的穩(wěn)定性受到巖溶發(fā)育程度、地下水活動(dòng)等因素的影響。除了西南地區(qū)，我國(guó)其他一些區(qū)域也有中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的分布。在華北地區(qū)的太行山區(qū)，由于地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，部分山體存在中緩傾角順層的巖層結(jié)構(gòu)。在工程建設(shè)活動(dòng)中，如公路、鐵路的修建，會(huì)對(duì)這些邊坡進(jìn)行開挖和擾動(dòng)，從而引發(fā)邊坡穩(wěn)定性問題。在西北地區(qū)的一些山區(qū)，如天山山脈，也有中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的存在，其分布與區(qū)域的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖石特性密切相關(guān)。三、災(zāi)變機(jī)理分析3.1主要災(zāi)變類型3.1.1滑坡滑坡是中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡常見的災(zāi)變類型之一，是指邊坡巖體在重力等因素作用下，沿著特定的滑動(dòng)面整體向下滑動(dòng)的現(xiàn)象。當(dāng)邊坡巖體所受的下滑力超過其抗滑力時(shí)，就會(huì)發(fā)生滑坡。下滑力主要由巖體的自重、地下水壓力、地震力等產(chǎn)生，而抗滑力則取決于巖體的內(nèi)摩擦角、粘聚力以及滑動(dòng)面的形態(tài)和粗糙度等因素。平面滑坡在中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中較為常見，其滑動(dòng)面近似為平面，且通常沿著巖層層面發(fā)展。這是因?yàn)橹芯弮A角順層巖質(zhì)邊坡的巖層傾向與坡向基本一致，層面成為了潛在的滑動(dòng)面。當(dāng)層面的抗剪強(qiáng)度不足，無法抵抗巖體的下滑力時(shí)，就會(huì)發(fā)生平面滑坡。層面間的軟弱夾層、地下水的浸潤(rùn)以及人類工程活動(dòng)等因素，都可能降低層面的抗剪強(qiáng)度，增加平面滑坡的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。在某山區(qū)高速公路建設(shè)中，由于開挖坡腳，破壞了邊坡原有的應(yīng)力平衡，導(dǎo)致中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡沿著層面發(fā)生了平面滑坡，造成了道路中斷和一定的經(jīng)濟(jì)損失。圓形滑坡的滑動(dòng)面呈圓弧狀，多發(fā)生在均質(zhì)巖體或風(fēng)化程度較均勻的巖體中。在中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，當(dāng)巖體的強(qiáng)度在各個(gè)方向上差異較小，且受到的外力作用較為均勻時(shí)，可能會(huì)發(fā)生圓形滑坡。降雨入滲導(dǎo)致巖體飽和，重度增加，孔隙水壓力增大，使得巖體的有效應(yīng)力降低，抗剪強(qiáng)度減小，當(dāng)這種變化達(dá)到一定程度時(shí)，邊坡巖體就可能沿著圓弧狀的滑動(dòng)面發(fā)生滑動(dòng)。復(fù)合滑坡則是由多種因素共同作用形成的，其滑動(dòng)面形狀較為復(fù)雜，通常由平面和圓弧面組合而成。在中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，復(fù)合滑坡的發(fā)生往往是由于邊坡巖體存在不同的結(jié)構(gòu)面，如層面、節(jié)理、裂隙等，這些結(jié)構(gòu)面相互組合，形成了復(fù)雜的滑動(dòng)面。地下水的作用使得不同結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度發(fā)生不同程度的變化，在地震力等動(dòng)力作用下，邊坡巖體就可能沿著復(fù)合滑動(dòng)面發(fā)生滑動(dòng)。某水電工程建設(shè)中，由于水庫(kù)蓄水，水位上升，使得邊坡巖體中的地下水水位升高，層面和節(jié)理面的抗剪強(qiáng)度降低，在一次小地震的觸發(fā)下，邊坡發(fā)生了復(fù)合滑坡，對(duì)工程的安全運(yùn)行造成了嚴(yán)重威脅。3.1.2崩塌崩塌是中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡另一種常見的災(zāi)變類型，是指邊坡巖體在各種因素作用下，突然從坡體上脫落、墜落的現(xiàn)象。崩塌的形成通常是由于邊坡巖體的穩(wěn)定性受到嚴(yán)重破壞，巖體失去了原有的支撐和約束，從而發(fā)生快速的破壞和墜落。風(fēng)化作用是導(dǎo)致中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡發(fā)生崩塌的重要原因之一。長(zhǎng)期的風(fēng)化作用會(huì)使邊坡巖體的結(jié)構(gòu)逐漸變得松散，礦物成分發(fā)生改變，巖石的強(qiáng)度和抗風(fēng)化能力降低。風(fēng)化作用會(huì)使巖石表面產(chǎn)生裂隙，隨著時(shí)間的推移，這些裂隙不斷擴(kuò)展和加深，將巖體分割成小塊，最終導(dǎo)致巖體從坡體上脫落。在一些山區(qū)，由于長(zhǎng)期的風(fēng)化作用，中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的表層巖體變得十分破碎，在重力和風(fēng)力的作用下，時(shí)常發(fā)生小規(guī)模的崩塌現(xiàn)象。地震力對(duì)中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性有著顯著影響，是引發(fā)崩塌的重要因素。地震時(shí)，地面會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動(dòng)，使邊坡巖體受到慣性力的作用。這種慣性力會(huì)改變巖體內(nèi)部的應(yīng)力分布，增加巖體的下滑力。地震還可能導(dǎo)致巖體中的結(jié)構(gòu)面張開、錯(cuò)動(dòng)，進(jìn)一步削弱巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。當(dāng)巖體所受的地震力超過其承受能力時(shí)，就會(huì)發(fā)生崩塌。在2008年汶川地震中，大量中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡在地震力的作用下發(fā)生崩塌，崩塌的巖體堵塞河道，形成堰塞湖，對(duì)下游地區(qū)的人民生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了巨大威脅。雨水沖刷也是中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡發(fā)生崩塌的常見誘發(fā)因素。降雨時(shí)，雨水會(huì)沿著邊坡坡面流動(dòng)，對(duì)巖體產(chǎn)生沖刷和侵蝕作用。長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)降雨會(huì)使巖體中的含水量增加，重度增大，同時(shí)孔隙水壓力也會(huì)升高，這會(huì)降低巖體的有效應(yīng)力和抗剪強(qiáng)度。雨水的沖刷還可能導(dǎo)致邊坡巖體的局部失穩(wěn)，如坡腳被掏空，使得上部巖體失去支撐，從而引發(fā)崩塌。在我國(guó)南方地區(qū)，由于降雨充沛，每年都會(huì)有許多中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡因雨水沖刷而發(fā)生崩塌災(zāi)害。在中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡發(fā)生崩塌的過程中，首先是邊坡巖體在各種因素的作用下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)逐漸被破壞，出現(xiàn)裂隙和松動(dòng)區(qū)域。隨著破壞程度的加劇，巖體的穩(wěn)定性不斷降低。當(dāng)巖體所受的外力超過其自身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性極限時(shí)，巖體就會(huì)突然從坡體上脫落，開始?jí)嬄?。在墜落過程中，巖體可能會(huì)與坡體發(fā)生碰撞、摩擦，進(jìn)一步破碎和分解，最終堆積在坡腳或其他位置，形成崩塌堆積體。3.1.3破碎與泥石流在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下，中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的巖體破碎是一個(gè)較為復(fù)雜的過程，多種因素相互作用導(dǎo)致巖體的完整性遭到破壞。地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是巖體破碎的重要原因之一。在板塊碰撞、地殼運(yùn)動(dòng)等地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)中，邊坡巖體受到強(qiáng)大的擠壓、拉伸和剪切應(yīng)力作用。這些應(yīng)力會(huì)使巖體內(nèi)部產(chǎn)生大量的節(jié)理、裂隙和斷層，將巖體分割成大小不一的巖塊，從而降低巖體的整體性和強(qiáng)度。在一些褶皺構(gòu)造發(fā)育的區(qū)域，中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的巖層發(fā)生強(qiáng)烈的彎曲和變形，形成了密集的節(jié)理和裂隙，巖體破碎程度較高。雨水沖刷對(duì)中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡巖體的破壞也起著重要作用。長(zhǎng)期的雨水沖刷會(huì)侵蝕巖體表面，逐漸將巖石顆粒帶走，使巖體表面變得粗糙不平。雨水還會(huì)沿著巖體的節(jié)理、裂隙滲透到巖體內(nèi)部，在滲透過程中，水流的沖刷作用會(huì)使節(jié)理、裂隙不斷擴(kuò)大和延伸，進(jìn)一步加劇巖體的破碎。在暴雨天氣下，大量的雨水迅速匯聚在邊坡上，形成強(qiáng)大的水流，對(duì)巖體的沖刷力大大增強(qiáng)，可能導(dǎo)致巖體局部崩塌和破碎。風(fēng)化作用同樣會(huì)對(duì)中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡巖體產(chǎn)生破壞。物理風(fēng)化作用，如溫度變化、凍融循環(huán)等，會(huì)使巖體表面產(chǎn)生剝落和開裂現(xiàn)象。溫度的劇烈變化會(huì)使巖體內(nèi)部產(chǎn)生熱脹冷縮應(yīng)力，當(dāng)這種應(yīng)力超過巖體的強(qiáng)度時(shí)，巖體就會(huì)出現(xiàn)裂縫。在晝夜溫差較大的地區(qū)，中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的巖體在白天受熱膨脹，夜晚冷卻收縮，反復(fù)的脹縮作用導(dǎo)致巖體表面逐漸破碎?；瘜W(xué)風(fēng)化作用，如氧化、溶解等，會(huì)改變巖石的化學(xué)成分，降低巖石的強(qiáng)度。在潮濕的環(huán)境中，巖石中的礦物質(zhì)與空氣中的氧氣、水分等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使巖石逐漸分解和軟化，從而導(dǎo)致巖體破碎。當(dāng)邊坡巖體發(fā)生破碎后，在強(qiáng)降雨條件下，破碎的巖體與雨水混合，極易引發(fā)泥石流災(zāi)害。強(qiáng)降雨使得破碎巖體中的含水量迅速增加，巖體的重度增大，同時(shí)孔隙水壓力也急劇升高。這使得破碎巖體之間的摩擦力和粘聚力大大降低，巖體處于一種近乎飽和的松散狀態(tài)。在重力和水流的作用下，這些松散的巖體開始向下滑動(dòng)，形成泥石流。泥石流具有強(qiáng)大的沖擊力和破壞力，它能夠攜帶大量的石塊、泥土和樹木等物質(zhì)，沿著山坡和溝谷快速流動(dòng)，對(duì)沿途的建筑物、道路、農(nóng)田等造成嚴(yán)重破壞。在我國(guó)西南地區(qū)的一些山區(qū)，由于中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡分布廣泛，且降雨充沛，巖體破碎后引發(fā)的泥石流災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，給當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和人民生活帶來了極大的影響。3.2災(zāi)變過程與力學(xué)機(jī)制3.2.1應(yīng)力應(yīng)變分析在中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，應(yīng)力應(yīng)變分布是影響其穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，受到多種復(fù)雜因素的綜合作用。自重應(yīng)力是邊坡巖體內(nèi)部應(yīng)力的重要組成部分，它源于巖體自身的重量。根據(jù)重力作用原理，在垂直方向上，自重應(yīng)力隨深度的增加而線性增大，其計(jì)算公式為\sigma_{z}=\gammah，其中\(zhòng)sigma_{z}表示垂直方向的自重應(yīng)力，\gamma為巖體的重度，h是計(jì)算點(diǎn)的深度。在水平方向上，由于中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的特殊結(jié)構(gòu)，水平自重應(yīng)力與垂直自重應(yīng)力之間存在一定的比例關(guān)系，通常用側(cè)壓力系數(shù)\lambda來表示，即\sigma_{x}=\lambda\sigma_{z}，其中\(zhòng)sigma_{x}為水平方向的自重應(yīng)力。側(cè)壓力系數(shù)\lambda的取值受到巖體的泊松比、地質(zhì)構(gòu)造等因素的影響，一般在0.2-0.5之間。外部荷載對(duì)中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的應(yīng)力應(yīng)變分布有著顯著影響。地震作用是一種常見的動(dòng)態(tài)外部荷載，在地震過程中，邊坡巖體受到地震波的作用，產(chǎn)生慣性力。地震慣性力的大小與地震加速度、巖體質(zhì)量等因素有關(guān)，其作用方向和大小隨時(shí)間不斷變化，會(huì)使邊坡巖體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生劇烈改變。當(dāng)邊坡遭遇地震時(shí)，地震慣性力可能會(huì)使巖體內(nèi)部的應(yīng)力集中現(xiàn)象加劇，導(dǎo)致原本穩(wěn)定的巖體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫或松動(dòng)，增加邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。降雨入滲也是一種重要的外部作用。降雨時(shí)，雨水滲入邊坡巖體，一方面會(huì)增加巖體的重度，從而增大自重應(yīng)力；另一方面，雨水會(huì)在巖體的孔隙和裂隙中形成孔隙水壓力。根據(jù)有效應(yīng)力原理，孔隙水壓力的增加會(huì)降低巖體的有效應(yīng)力，進(jìn)而降低巖體的抗剪強(qiáng)度。其關(guān)系可以用公式\sigma'=\sigma-u來表示，其中\(zhòng)sigma'為有效應(yīng)力，\sigma是總應(yīng)力，u為孔隙水壓力。當(dāng)孔隙水壓力增大到一定程度時(shí)，巖體的抗剪強(qiáng)度會(huì)顯著降低，容易引發(fā)邊坡的滑動(dòng)破壞。在邊坡開挖過程中，由于巖體的卸載作用，邊坡巖體的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)會(huì)發(fā)生顯著變化。以某高速公路建設(shè)中的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡開挖為例，在開挖前，邊坡巖體處于初始應(yīng)力平衡狀態(tài)。隨著開挖的進(jìn)行，坡體的臨空面逐漸增大，巖體的約束條件發(fā)生改變，原本處于三向應(yīng)力狀態(tài)的巖體逐漸向雙向或單向應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)變。在坡腳處，由于應(yīng)力集中，最大剪應(yīng)力顯著增大，容易導(dǎo)致巖體發(fā)生剪切破壞。在坡頂部位，由于卸載作用，會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū)，當(dāng)拉應(yīng)力超過巖體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，巖體就會(huì)產(chǎn)生拉裂縫。通過數(shù)值模擬分析（如使用FLAC軟件），可以清晰地觀察到邊坡開挖過程中應(yīng)力應(yīng)變的變化情況。模擬結(jié)果顯示，在開挖初期，坡體內(nèi)部的應(yīng)力變化較小，但隨著開挖深度的增加，坡腳處的最大剪應(yīng)力迅速增大，坡頂?shù)睦瓚?yīng)力也逐漸增大，當(dāng)開挖到一定程度時(shí)，坡體開始出現(xiàn)明顯的變形和破壞跡象。隨著時(shí)間的推移，中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)會(huì)發(fā)生復(fù)雜的變化。由于巖體的蠕變特性，即使在外部荷載不變的情況下，巖體的變形也會(huì)隨時(shí)間逐漸增加。在長(zhǎng)期的風(fēng)化、地下水作用等因素影響下，巖體的物理力學(xué)性質(zhì)會(huì)逐漸劣化，如巖石的強(qiáng)度降低、結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度減小等，這會(huì)導(dǎo)致邊坡巖體的應(yīng)力重新分布，進(jìn)一步影響邊坡的穩(wěn)定性。在一些經(jīng)歷了長(zhǎng)期風(fēng)化作用的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，巖體的節(jié)理、裂隙不斷發(fā)育和擴(kuò)展，使得巖體的完整性遭到破壞，應(yīng)力集中現(xiàn)象更加明顯，邊坡的變形和破壞趨勢(shì)逐漸加劇。3.2.2變形破壞過程中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡從初始變形到最終破壞是一個(gè)漸進(jìn)的過程，通?？煞譃槎鄠€(gè)階段，每個(gè)階段都伴隨著巖體結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)的變化。在初始變形階段，邊坡巖體在自重、地下水等因素的作用下，開始出現(xiàn)微小的變形。此時(shí)，巖體內(nèi)部的應(yīng)力逐漸調(diào)整，在層面和節(jié)理等結(jié)構(gòu)面處，由于應(yīng)力集中，會(huì)產(chǎn)生少量的微裂隙。這些微裂隙的產(chǎn)生是邊坡巖體對(duì)外部荷載的一種響應(yīng)，它們的存在使得巖體的完整性開始受到破壞，但整體上邊坡仍處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。在某山區(qū)的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，在初始階段，邊坡巖體的位移量較小，一般在毫米級(jí)，主要表現(xiàn)為沿層面方向的微小錯(cuò)動(dòng)。通過對(duì)巖體內(nèi)部應(yīng)力的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)在層面附近，應(yīng)力集中現(xiàn)象較為明顯，微裂隙主要沿著層面和節(jié)理方向發(fā)育。隨著時(shí)間的推移和外部荷載的持續(xù)作用，邊坡進(jìn)入裂隙發(fā)育階段。在這個(gè)階段，微裂隙不斷擴(kuò)展和貫通，形成更大的裂隙網(wǎng)絡(luò)。地下水的滲入進(jìn)一步加劇了裂隙的發(fā)展，因?yàn)樗膲毫?huì)撐開裂隙，同時(shí)水對(duì)巖體的軟化作用也會(huì)降低巖體的強(qiáng)度。風(fēng)化作用也會(huì)使巖體表面的裂隙不斷加深和加寬。在一些長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境中的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，巖體表面的風(fēng)化層厚度可達(dá)數(shù)厘米甚至數(shù)十厘米，風(fēng)化層中的裂隙十分發(fā)育，這些裂隙相互連通，將巖體分割成大小不一的巖塊。此時(shí)，邊坡巖體的變形明顯增大，位移速率加快，邊坡的穩(wěn)定性開始受到嚴(yán)重威脅。當(dāng)裂隙發(fā)育到一定程度時(shí)，巖體開始松動(dòng)，進(jìn)入滑動(dòng)失穩(wěn)的前期階段。巖體的松動(dòng)表現(xiàn)為巖塊之間的連接減弱，結(jié)構(gòu)變得松散。在這個(gè)階段，邊坡巖體的強(qiáng)度顯著降低，抗滑力減小。如果此時(shí)遇到地震、暴雨等突發(fā)荷載，邊坡就很容易發(fā)生滑動(dòng)失穩(wěn)。在地震作用下，巖體受到慣性力的沖擊，松動(dòng)的巖塊更容易發(fā)生相對(duì)位移，從而導(dǎo)致邊坡的整體失穩(wěn)。暴雨時(shí)，大量雨水迅速滲入巖體，使巖體的重度增大，孔隙水壓力升高，進(jìn)一步降低了巖體的抗滑力，增加了滑動(dòng)失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。最終，當(dāng)邊坡巖體所受的下滑力超過其抗滑力時(shí)，邊坡發(fā)生滑動(dòng)失穩(wěn)?；瑒?dòng)面通常沿著層面或其他軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)展，在滑動(dòng)過程中，巖體快速下滑，形成滑坡體?；麦w在下滑過程中，會(huì)與周圍的巖體發(fā)生碰撞和摩擦，產(chǎn)生巨大的能量，對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。在某大型水電工程的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)案例中，由于水庫(kù)蓄水導(dǎo)致地下水位上升，巖體的抗滑力降低，在一次小地震的觸發(fā)下，邊坡發(fā)生了大規(guī)模的滑動(dòng)失穩(wěn)?；麦w下滑速度極快，瞬間沖毀了坡腳處的施工設(shè)施和部分建筑物，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。四、影響邊坡穩(wěn)定性的因素4.1內(nèi)在因素4.1.1巖土性質(zhì)和類型巖土性質(zhì)和類型是影響中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的關(guān)鍵內(nèi)在因素，不同的巖土特性決定了邊坡的基本力學(xué)行為和變形破壞模式。巖石類型多樣，其礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和物理力學(xué)性質(zhì)存在顯著差異，從而對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生不同程度的影響。砂巖作為一種常見的沉積巖，主要由石英、長(zhǎng)石等礦物顆粒組成，顆粒間通過膠結(jié)物連接。其結(jié)構(gòu)較為致密，具有較高的抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。在中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，如果砂巖作為主要的巖層，由于其自身強(qiáng)度較高，能夠提供較大的抗滑阻力，一般情況下邊坡的穩(wěn)定性相對(duì)較好。在一些山區(qū)，砂巖構(gòu)成的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡在自然狀態(tài)下能夠長(zhǎng)期保持穩(wěn)定，較少發(fā)生大規(guī)模的滑坡和崩塌等災(zāi)害。砂巖的抗風(fēng)化能力相對(duì)較強(qiáng)，能夠在一定程度上抵抗自然環(huán)境的侵蝕作用，進(jìn)一步維護(hù)邊坡的穩(wěn)定性。然而，當(dāng)砂巖中存在節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面時(shí)，這些結(jié)構(gòu)面會(huì)削弱砂巖的整體性和強(qiáng)度，降低其抗滑能力，從而增加邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。如果節(jié)理、裂隙發(fā)育且相互貫通，可能形成潛在的滑動(dòng)面，在外部荷載作用下，邊坡巖體容易沿著這些結(jié)構(gòu)面發(fā)生滑動(dòng)破壞。頁(yè)巖是一種細(xì)粒沉積巖，主要由黏土礦物組成，具有明顯的頁(yè)理構(gòu)造。頁(yè)巖的顆粒細(xì)小，顆粒間的連接較弱，導(dǎo)致其強(qiáng)度較低，尤其是抗剪強(qiáng)度較差。頁(yè)巖的親水性較強(qiáng)，遇水后容易發(fā)生軟化和膨脹，進(jìn)一步降低其力學(xué)性能。在中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，如果頁(yè)巖作為軟弱夾層存在，由于其抗剪強(qiáng)度低，容易在外部荷載作用下發(fā)生剪切破壞，成為邊坡失穩(wěn)的薄弱環(huán)節(jié)。當(dāng)邊坡受到降雨、地下水等因素影響時(shí)，頁(yè)巖夾層會(huì)吸收水分而軟化，其抗滑力急劇減小，無法抵抗上部巖體的下滑力，從而引發(fā)邊坡的滑動(dòng)。在某工程建設(shè)中，由于開挖擾動(dòng)了中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡，使得頁(yè)巖夾層暴露并受到地下水的浸泡，最終導(dǎo)致邊坡發(fā)生了大規(guī)模的滑坡，對(duì)工程進(jìn)度和周邊環(huán)境造成了嚴(yán)重影響?；?guī)r是一種碳酸鹽巖，主要成分是碳酸鈣。其結(jié)構(gòu)較為致密，強(qiáng)度較高，但灰?guī)r易受到溶蝕作用的影響。在中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，當(dāng)灰?guī)r中存在裂隙或溶洞時(shí)，地下水的溶蝕作用會(huì)使裂隙和溶洞不斷擴(kuò)大，削弱灰?guī)r的強(qiáng)度和完整性，從而影響邊坡的穩(wěn)定性。溶蝕作用形成的溶洞可能導(dǎo)致上部巖體失去支撐，引發(fā)崩塌災(zāi)害。在一些喀斯特地貌發(fā)育的地區(qū)，中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中的灰?guī)r常受到強(qiáng)烈的溶蝕作用，邊坡巖體中布滿了大小不一的溶洞和裂隙，這些溶洞和裂隙相互連通，形成了復(fù)雜的地下空洞系統(tǒng)，大大降低了邊坡的穩(wěn)定性，增加了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。巖土性質(zhì)中的強(qiáng)度、剛度和抗剪強(qiáng)度等指標(biāo)，對(duì)中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性有著直接而重要的影響。強(qiáng)度是指巖土體抵抗破壞的能力，包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度等。較高的強(qiáng)度能夠使邊坡巖體承受更大的荷載，不易發(fā)生破壞。剛度則反映了巖土體在外力作用下抵抗變形的能力，剛度較大的巖土體在受到外力作用時(shí)，變形較小，能夠更好地保持邊坡的穩(wěn)定性?？辜魪?qiáng)度是影響邊坡穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素之一，它決定了邊坡巖體抵抗剪切破壞的能力。根據(jù)摩爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論，巖土體的抗剪強(qiáng)度可以用公式\tau=c+\sigma\tan\varphi來表示，其中\(zhòng)tau為抗剪強(qiáng)度，c是粘聚力，\sigma為正應(yīng)力，\varphi為內(nèi)摩擦角。粘聚力和內(nèi)摩擦角越大，巖土體的抗剪強(qiáng)度越高，邊坡的穩(wěn)定性也就越好。在實(shí)際工程中，通過對(duì)巖土體進(jìn)行加固處理，如采用錨桿、錨索等支護(hù)措施，可以增加巖土體的粘聚力和內(nèi)摩擦角，從而提高邊坡的抗剪強(qiáng)度和穩(wěn)定性。4.1.2地質(zhì)構(gòu)造和巖體結(jié)構(gòu)地質(zhì)構(gòu)造和巖體結(jié)構(gòu)是影響中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的重要內(nèi)在因素，它們決定了邊坡巖體的完整性、強(qiáng)度分布以及潛在的滑動(dòng)面形態(tài)，對(duì)邊坡的變形破壞過程起著關(guān)鍵作用。褶皺是地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，它使巖層發(fā)生彎曲變形。在中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，褶皺構(gòu)造對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響較為復(fù)雜。當(dāng)邊坡位于褶皺的翼部時(shí)，巖層的傾角和傾向會(huì)發(fā)生變化，這可能導(dǎo)致邊坡巖體的受力狀態(tài)發(fā)生改變。如果褶皺的軸部靠近邊坡，軸部的巖層由于受到強(qiáng)烈的擠壓和拉伸作用，巖石破碎，節(jié)理、裂隙發(fā)育，強(qiáng)度降低，容易成為邊坡失穩(wěn)的薄弱部位。在一些褶皺山區(qū)的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，褶皺軸部的巖體常常發(fā)生崩塌和小規(guī)模的滑坡現(xiàn)象。褶皺的緊閉程度也會(huì)影響邊坡的穩(wěn)定性，緊閉褶皺的巖層變形強(qiáng)烈，結(jié)構(gòu)面發(fā)育，邊坡的穩(wěn)定性相對(duì)較差；而開闊褶皺的巖層變形相對(duì)較小，邊坡的穩(wěn)定性相對(duì)較好。斷層是巖體中的破裂面，它破壞了巖體的完整性，降低了巖石的強(qiáng)度。在中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，斷層的存在對(duì)邊坡穩(wěn)定性有著顯著影響。如果斷層穿過邊坡，斷層帶的巖石破碎，膠結(jié)程度差，抗剪強(qiáng)度低，容易成為潛在的滑動(dòng)面。當(dāng)邊坡受到外部荷載作用時(shí)，如地震、降雨等，斷層帶的巖體容易發(fā)生滑動(dòng)，從而引發(fā)邊坡失穩(wěn)。在某山區(qū)的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，由于一條斷層橫穿邊坡，在一次暴雨后，斷層帶的巖體在雨水的浸潤(rùn)下抗剪強(qiáng)度降低，導(dǎo)致邊坡沿著斷層發(fā)生了大規(guī)模的滑坡，造成了嚴(yán)重的災(zāi)害。斷層的規(guī)模、產(chǎn)狀和活動(dòng)性也會(huì)影響邊坡的穩(wěn)定性。規(guī)模較大的斷層對(duì)巖體的破壞范圍更廣，對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響也更大；斷層的產(chǎn)狀與邊坡的關(guān)系決定了斷層是否有利于滑動(dòng)，如順向斷層（斷層傾向與邊坡傾向一致）比逆向斷層更容易導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)；活動(dòng)性斷層在地震等地質(zhì)活動(dòng)中可能發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，進(jìn)一步加劇邊坡的失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。節(jié)理是巖體中的微小裂隙，它們廣泛分布于巖體中，對(duì)巖體的強(qiáng)度和變形特性有著重要影響。在中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，節(jié)理的發(fā)育程度、產(chǎn)狀和連通性會(huì)影響邊坡的穩(wěn)定性。節(jié)理的發(fā)育會(huì)削弱巖體的整體性和強(qiáng)度，增加巖體的滲透性。當(dāng)節(jié)理密集且與層面相互貫通時(shí)，會(huì)形成復(fù)雜的裂隙網(wǎng)絡(luò)，降低巖體的抗剪強(qiáng)度，使邊坡更容易發(fā)生變形和破壞。節(jié)理的產(chǎn)狀與邊坡的關(guān)系也很重要，如果節(jié)理的傾向與邊坡傾向一致，且傾角較陡，容易形成潛在的滑動(dòng)面，增加邊坡失穩(wěn)的可能性。在一些中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，由于節(jié)理的發(fā)育，巖體被分割成大小不一的巖塊，這些巖塊在重力、雨水沖刷等作用下，容易從邊坡上脫落，形成崩塌災(zāi)害。巖體結(jié)構(gòu)是指巖體中結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的組合方式，常見的巖體結(jié)構(gòu)有層狀、塊狀、碎裂狀等。不同的巖體結(jié)構(gòu)對(duì)中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性有著不同的影響。層狀結(jié)構(gòu)的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡，其穩(wěn)定性主要受層面的控制。層面的抗剪強(qiáng)度相對(duì)較低，在外部荷載作用下，巖體容易沿著層面發(fā)生滑動(dòng)。如果層間存在軟弱夾層，如頁(yè)巖、泥巖等，會(huì)進(jìn)一步降低邊坡的穩(wěn)定性。塊狀結(jié)構(gòu)的巖體完整性較好，強(qiáng)度較高，一般情況下邊坡的穩(wěn)定性相對(duì)較好。但當(dāng)塊狀巖體中存在節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面時(shí)，這些結(jié)構(gòu)面會(huì)削弱巖體的整體性，在一定條件下也可能導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。碎裂狀結(jié)構(gòu)的巖體由于受到強(qiáng)烈的地質(zhì)構(gòu)造作用或風(fēng)化作用，巖體破碎，結(jié)構(gòu)面發(fā)育，強(qiáng)度較低，邊坡的穩(wěn)定性較差，容易發(fā)生滑坡、崩塌等災(zāi)害。在一些經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的山區(qū)，中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的巖體呈現(xiàn)出碎裂狀結(jié)構(gòu)，這些邊坡在自然條件下就處于不穩(wěn)定狀態(tài)，需要采取有效的防護(hù)措施來確保其穩(wěn)定性。4.2外在因素4.2.1水的作用水作為影響中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的關(guān)鍵外在因素，其作用機(jī)制復(fù)雜多樣，涵蓋了地表水和地下水的多重影響。地表水對(duì)邊坡的沖刷作用是導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的重要原因之一。在降雨過程中，雨滴對(duì)邊坡坡面產(chǎn)生沖擊，破壞了坡面的表層結(jié)構(gòu)，使其變得松散。隨著降雨的持續(xù)，坡面徑流逐漸形成，徑流的流速和流量不斷增加，對(duì)邊坡的沖刷力也隨之增強(qiáng)。坡面徑流會(huì)帶走邊坡表面的土壤和巖石顆粒，導(dǎo)致坡面的侵蝕和剝落。在一些山區(qū)，由于長(zhǎng)期受到地表水的沖刷，中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的坡面出現(xiàn)了明顯的凹槽和溝壑，這些凹槽和溝壑進(jìn)一步加劇了地表水的集中流動(dòng)，形成了惡性循環(huán)，使得邊坡的穩(wěn)定性不斷降低。當(dāng)沖刷作用導(dǎo)致坡腳的巖體被掏空時(shí)，上部巖體失去了支撐，容易引發(fā)邊坡的崩塌和滑坡。在某高速公路建設(shè)中，由于邊坡附近的排水系統(tǒng)不完善，在暴雨后大量地表水匯聚在坡腳，對(duì)坡腳巖體進(jìn)行沖刷，最終導(dǎo)致邊坡發(fā)生了小規(guī)模的崩塌，影響了道路的正常施工。地表水的入滲對(duì)中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性也有著重要影響。降雨時(shí)，地表水通過邊坡巖體的孔隙、裂隙等通道滲入巖體內(nèi)部。入滲的地表水會(huì)增加巖體的含水量，使巖體的重度增大，從而增加了巖體的自重應(yīng)力。根據(jù)有效應(yīng)力原理，入滲的地表水還會(huì)在巖體孔隙中形成孔隙水壓力，孔隙水壓力的增加會(huì)降低巖體的有效應(yīng)力，進(jìn)而降低巖體的抗剪強(qiáng)度。當(dāng)孔隙水壓力達(dá)到一定程度時(shí)，巖體的抗剪強(qiáng)度可能會(huì)降低到無法抵抗下滑力的水平，導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。在某中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，在降雨后，隨著地表水的入滲，巖體的含水量迅速增加，孔隙水壓力明顯上升，邊坡的位移也隨之增大，表明邊坡的穩(wěn)定性受到了嚴(yán)重影響。地下水在中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中廣泛存在，其對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響主要體現(xiàn)在浮力和動(dòng)水壓力兩個(gè)方面。處于水下的透水邊坡，會(huì)承受地下水的浮托力作用。浮托力的方向與重力相反，它會(huì)使坡體的有效重量減輕，從而降低了坡體對(duì)滑動(dòng)面的正壓力，減小了滑動(dòng)面的抗滑力。對(duì)于一些處于極限穩(wěn)定狀態(tài)的邊坡，浮托力的影響可能會(huì)導(dǎo)致邊坡的失穩(wěn)。在某水庫(kù)周邊的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，由于水庫(kù)蓄水，地下水位上升，邊坡巖體受到的浮托力增大，導(dǎo)致邊坡發(fā)生了變形和滑動(dòng)。當(dāng)?shù)叵滤谶吰聨r體中滲流時(shí)，會(huì)對(duì)巖體產(chǎn)生動(dòng)水壓力。動(dòng)水壓力的方向與地下水的滲流方向一致，它會(huì)對(duì)巖體施加一個(gè)推力，增加了巖體的下滑力。動(dòng)水壓力的大小與地下水的滲流速度、水力梯度等因素有關(guān)。在一些中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，由于巖體的滲透性較好，地下水的滲流速度較快，動(dòng)水壓力較大，對(duì)邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生了顯著影響。在某礦山開采區(qū)域的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，由于開采活動(dòng)破壞了地下水的原有徑流通道，導(dǎo)致地下水在邊坡巖體中形成了較大的水力梯度，產(chǎn)生了較強(qiáng)的動(dòng)水壓力，最終引發(fā)了邊坡的滑坡。4.2.2地震作用地震作用是影響中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的重要外在因素之一，其通過地震波的傳播對(duì)邊坡巖體產(chǎn)生復(fù)雜的動(dòng)力響應(yīng)，進(jìn)而引發(fā)邊坡的滑動(dòng)、崩塌等災(zāi)變。地震波是地震發(fā)生時(shí)在地球內(nèi)部傳播的彈性波，主要包括縱波（P波）、橫波（S波）和面波?？v波傳播速度較快，它使巖體產(chǎn)生上下振動(dòng)；橫波傳播速度較慢，使巖體產(chǎn)生水平方向的振動(dòng)；面波則是縱波和橫波在地面相遇后激發(fā)產(chǎn)生的混合波，其能量集中在地表附近，對(duì)巖體的破壞作用較大。當(dāng)?shù)卣鸩▊鞑サ街芯弮A角順層巖質(zhì)邊坡時(shí)，邊坡巖體在地震波的作用下產(chǎn)生慣性力。慣性力的大小與地震加速度、巖體質(zhì)量等因素有關(guān)，其方向和大小隨時(shí)間不斷變化。在地震過程中，邊坡巖體受到的慣性力會(huì)使巖體內(nèi)部的應(yīng)力分布發(fā)生改變，增加了巖體的下滑力。地震波的傳播還會(huì)導(dǎo)致巖體中的結(jié)構(gòu)面（如層面、節(jié)理、裂隙等）張開、錯(cuò)動(dòng)，進(jìn)一步削弱巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在2013年蘆山地震中，震區(qū)的許多中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡在地震波的作用下，巖體中的節(jié)理和裂隙明顯張開，巖體變得更加破碎，為后續(xù)的滑坡和崩塌災(zāi)害埋下了隱患。地震力引發(fā)邊坡滑動(dòng)的過程較為復(fù)雜。在地震初期，隨著地震波的傳播，邊坡巖體中的應(yīng)力逐漸增大，當(dāng)應(yīng)力超過巖體的強(qiáng)度時(shí)，巖體開始出現(xiàn)微裂隙。隨著地震的持續(xù)，微裂隙不斷擴(kuò)展和貫通，形成更大的裂隙網(wǎng)絡(luò)，巖體的完整性遭到破壞。此時(shí)，邊坡巖體的抗滑力降低，而下滑力由于慣性力的作用不斷增加。當(dāng)下滑力超過抗滑力時(shí)，邊坡巖體開始沿著潛在的滑動(dòng)面滑動(dòng)，形成滑坡。在地震作用下，滑動(dòng)面通常沿著層面或其他軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)展，因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)面在地震力的作用下更容易發(fā)生破壞和錯(cuò)動(dòng)。在某地震災(zāi)區(qū)的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，滑坡的滑動(dòng)面主要沿著層面和節(jié)理面的組合面發(fā)展，這表明地震力對(duì)邊坡巖體結(jié)構(gòu)面的破壞作用是導(dǎo)致邊坡滑動(dòng)的關(guān)鍵因素之一。地震力引發(fā)邊坡崩塌的過程也與巖體的動(dòng)力響應(yīng)密切相關(guān)。在地震作用下，邊坡巖體受到強(qiáng)烈的振動(dòng)，巖體中的結(jié)構(gòu)面被進(jìn)一步破壞，巖體之間的連接減弱。當(dāng)巖體的穩(wěn)定性降低到一定程度時(shí)，巖體就會(huì)從坡體上脫落，形成崩塌。崩塌的巖體在墜落過程中，可能會(huì)與坡體發(fā)生碰撞、摩擦，進(jìn)一步破碎和分解，最終堆積在坡腳或其他位置。在一些地震災(zāi)區(qū)，中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的上部巖體在地震力的作用下發(fā)生崩塌，崩塌的巖體滾落到坡腳，堵塞了道路和河道，對(duì)交通和水利設(shè)施造成了嚴(yán)重破壞。地震力對(duì)中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的影響程度與地震的震級(jí)、震中距、地震波的頻率等因素有關(guān)。一般來說，震級(jí)越大，地震波的能量越強(qiáng)，對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響也越大；震中距越小，邊坡受到的地震力也越大；地震波的頻率與邊坡巖體的固有頻率相近時(shí)，會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象，進(jìn)一步加劇巖體的破壞和邊坡的失穩(wěn)。4.2.3人類工程活動(dòng)人類工程活動(dòng)對(duì)中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生了顯著影響，隨著各類工程建設(shè)的不斷推進(jìn)，邊坡原有的應(yīng)力狀態(tài)和地質(zhì)環(huán)境被改變，增加了邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。開挖是常見的人類工程活動(dòng)之一，在公路、鐵路、建筑等工程建設(shè)中，常常需要對(duì)中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡進(jìn)行開挖。開挖過程中，坡體的臨空面增大，巖體的約束條件發(fā)生改變，原本處于平衡狀態(tài)的應(yīng)力場(chǎng)被打破。坡腳的開挖會(huì)使坡體失去支撐，導(dǎo)致上部巖體的下滑力增大，而抗滑力減小，容易引發(fā)邊坡的滑動(dòng)。在某山區(qū)高速公路建設(shè)中，由于對(duì)中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的坡腳進(jìn)行了過度開挖，在一次降雨后，邊坡發(fā)生了大規(guī)模的滑坡，造成了道路中斷和人員傷亡。開挖還可能破壞巖體的結(jié)構(gòu)，使巖體中的節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面張開，降低巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。填方和堆載也是影響中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的重要人類工程活動(dòng)。在工程建設(shè)中，有時(shí)需要在邊坡頂部或坡體上進(jìn)行填方或堆載作業(yè)。填方和堆載會(huì)增加坡體的重量，從而增大坡體的下滑力。當(dāng)填方或堆載的重量超過邊坡的承載能力時(shí)，邊坡巖體就會(huì)發(fā)生變形和破壞。在某建筑工程中，由于在中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的頂部進(jìn)行了大量的填方作業(yè)，導(dǎo)致邊坡巖體出現(xiàn)了明顯的裂縫和變形，經(jīng)過監(jiān)測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)邊坡的穩(wěn)定性已經(jīng)受到了嚴(yán)重威脅，需要及時(shí)采取加固措施。填方和堆載還可能改變邊坡的地下水徑流條件，使地下水位升高，進(jìn)一步降低巖體的抗剪強(qiáng)度，增加邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。爆破作業(yè)在礦山開采、道路建設(shè)等工程中廣泛應(yīng)用，但爆破產(chǎn)生的震動(dòng)和沖擊力對(duì)中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性有著不利影響。爆破震動(dòng)會(huì)使邊坡巖體產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，增加巖體的應(yīng)力和應(yīng)變，導(dǎo)致巖體中的結(jié)構(gòu)面張開、錯(cuò)動(dòng)，降低巖體的強(qiáng)度。爆破產(chǎn)生的沖擊力還可能直接破壞巖體的結(jié)構(gòu)，使巖體破碎。在某礦山開采過程中，頻繁的爆破作業(yè)使得周邊的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡巖體破碎，節(jié)理、裂隙發(fā)育，在后續(xù)的降雨過程中，邊坡發(fā)生了多次小規(guī)模的崩塌和滑坡。人類工程活動(dòng)對(duì)中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的影響往往是多種因素共同作用的結(jié)果。開挖、填方、堆載和爆破等活動(dòng)可能相互影響，進(jìn)一步加劇邊坡的失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。在進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，必須充分考慮這些因素，采取合理的工程措施，如優(yōu)化開挖方案、控制填方和堆載的重量和位置、采用合理的爆破參數(shù)等，以確保邊坡的穩(wěn)定性。五、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法5.1常用評(píng)估方法概述5.1.1簡(jiǎn)單定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估簡(jiǎn)單定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是一種基于經(jīng)驗(yàn)和直觀判斷的評(píng)估方法，它主要依據(jù)邊坡的地形、巖石結(jié)構(gòu)、水文因素等方面的情況進(jìn)行分析，從而對(duì)邊坡的災(zāi)變風(fēng)險(xiǎn)程度做出初步判斷。這種方法的實(shí)施步驟相對(duì)簡(jiǎn)便，首先對(duì)邊坡的地形進(jìn)行詳細(xì)勘察，包括坡高、坡度、坡向等參數(shù)的測(cè)量。在某山區(qū)公路建設(shè)項(xiàng)目中，工程師通過實(shí)地測(cè)量，確定了邊坡的坡高為30米，坡度為45°，坡向?yàn)闁|南向。通過分析這些地形參數(shù)，可以初步判斷邊坡的穩(wěn)定性。一般來說，坡高越高、坡度越陡，邊坡的穩(wěn)定性就越差，發(fā)生災(zāi)變的風(fēng)險(xiǎn)也就越高。對(duì)巖石結(jié)構(gòu)的分析也是簡(jiǎn)單定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要內(nèi)容。通過地質(zhì)調(diào)查，了解巖石的類型、節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)特征。對(duì)于中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡，重點(diǎn)關(guān)注巖層的產(chǎn)狀、層面的抗剪強(qiáng)度以及層間的結(jié)合情況。如果巖層的傾角較大，層面的抗剪強(qiáng)度較低，且層間結(jié)合不緊密，那么邊坡就容易沿著層面發(fā)生滑動(dòng)，災(zāi)變風(fēng)險(xiǎn)較高。在某工程現(xiàn)場(chǎng)，通過地質(zhì)勘探發(fā)現(xiàn)，邊坡的巖層傾角為25°，層面存在軟弱夾層，抗剪強(qiáng)度較低，這表明該邊坡存在較高的災(zāi)變風(fēng)險(xiǎn)。水文因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響也不容忽視。調(diào)查邊坡的地表水和地下水情況，包括降雨量、地下水位、泉水出露等。大量降雨會(huì)使邊坡巖體的含水量增加，重度增大，同時(shí)孔隙水壓力升高，降低巖體的抗剪強(qiáng)度，增加邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。地下水位的變化也會(huì)對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，當(dāng)?shù)叵滤簧仙龝r(shí)，巖體受到的浮托力增大，有效應(yīng)力減小，抗滑力降低。在某地區(qū)，由于連續(xù)降雨，地下水位迅速上升，導(dǎo)致周邊的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡發(fā)生了多起滑坡災(zāi)害。簡(jiǎn)單定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法具有簡(jiǎn)單、快速的優(yōu)點(diǎn)，能夠在較短時(shí)間內(nèi)對(duì)邊坡的災(zāi)變風(fēng)險(xiǎn)做出初步判斷，為后續(xù)的評(píng)估和處理提供參考。該方法也存在明顯的缺點(diǎn)，其評(píng)估結(jié)果主要依賴于評(píng)估人員的經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷，缺乏量化的分析，準(zhǔn)確性相對(duì)較低。不同的評(píng)估人員可能會(huì)因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)和認(rèn)知的差異，對(duì)同一邊坡的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。由于沒有考慮到各種因素之間的復(fù)雜相互作用，這種方法無法準(zhǔn)確評(píng)估邊坡在多種因素共同作用下的災(zāi)變風(fēng)險(xiǎn)。簡(jiǎn)單定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法適用于對(duì)邊坡穩(wěn)定性要求不高、初步評(píng)估階段或資料有限的情況，如一些小型工程或臨時(shí)性工程的邊坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。5.1.2系統(tǒng)定量評(píng)估系統(tǒng)定量評(píng)估是通過建立數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用數(shù)學(xué)和力學(xué)原理對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行量化分析的方法，它能夠更精確地評(píng)估邊坡的災(zāi)變風(fēng)險(xiǎn)。極限平衡法是系統(tǒng)定量評(píng)估中常用的方法之一，其基本原理是假設(shè)邊坡巖體處于極限平衡狀態(tài)，通過分析作用在滑裂面上的力和力矩的平衡關(guān)系，計(jì)算出邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。在使用瑞典條分法時(shí)，將滑動(dòng)土體分成若干垂直土條，對(duì)每個(gè)土條上的力進(jìn)行力與力矩的平衡分析。假設(shè)某中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡，將其滑動(dòng)土體分成n個(gè)土條，對(duì)于第i個(gè)土條，其重力為Wi，滑動(dòng)面長(zhǎng)度為li，滑動(dòng)面傾角為θi，粘聚力為ci，內(nèi)摩擦角為φi。根據(jù)瑞典條分法的計(jì)算公式，邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)Fs為滑裂面上的抗滑力矩與滑裂面以上土體的滑動(dòng)力矩之比，即Fs=\frac{\sum_{i=1}^{n}(c_il_i+W_icosθ_itgφ_i)}{\sum_{i=1}^{n}W_isinθ_i}。通過反復(fù)試算不同的滑裂面，找到最小安全系數(shù)對(duì)應(yīng)的滑裂面，該滑裂面即為最危險(xiǎn)滑裂面，最小安全系數(shù)則反映了邊坡的穩(wěn)定性程度。數(shù)值模擬法是另一種重要的系統(tǒng)定量評(píng)估方法，它利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)邊坡的力學(xué)行為進(jìn)行模擬分析。有限元法（FEM）是常用的數(shù)值模擬方法之一，其原理是將連續(xù)的邊坡巖體離散為有限個(gè)單元，通過求解單元的平衡方程，得到整個(gè)邊坡的應(yīng)力、應(yīng)變和位移分布。以某中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的有限元模擬為例，首先根據(jù)邊坡的地質(zhì)條件和幾何形狀，建立三維有限元模型。將邊坡巖體劃分為多個(gè)單元，賦予每個(gè)單元相應(yīng)的材料參數(shù)，如彈性模量、泊松比、密度等。然后施加邊界條件和荷載，包括自重、地下水壓力、地震力等。通過求解有限元方程，可以得到邊坡在不同工況下的應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D和位移矢量圖。從應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D中可以看出，在坡腳處應(yīng)力集中明顯，最大主應(yīng)力和剪應(yīng)力較大；從位移矢量圖中可以觀察到，邊坡巖體的位移主要集中在坡頂和坡面，且位移方向與坡向一致。通過數(shù)值模擬，可以直觀地了解邊坡的力學(xué)行為和變形破壞過程，為邊坡的穩(wěn)定性分析提供詳細(xì)的信息。系統(tǒng)定量評(píng)估方法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠精確地評(píng)估邊坡的穩(wěn)定性，考慮到了各種因素的定量影響，評(píng)估結(jié)果可靠。通過建立數(shù)學(xué)模型和進(jìn)行數(shù)值模擬，可以全面分析邊坡在不同工況下的力學(xué)響應(yīng)，為工程決策提供科學(xué)依據(jù)。該方法也存在一定的局限性，其計(jì)算過程復(fù)雜，需要具備較高的專業(yè)知識(shí)和技能，對(duì)計(jì)算人員的要求較高。建立數(shù)學(xué)模型時(shí)，需要準(zhǔn)確獲取大量的巖土參數(shù)，如彈性模量、內(nèi)摩擦角、粘聚力等，這些參數(shù)的準(zhǔn)確性直接影響評(píng)估結(jié)果的可靠性。然而，在實(shí)際工程中，巖土參數(shù)的獲取往往存在一定的誤差和不確定性。系統(tǒng)定量評(píng)估方法適用于對(duì)邊坡穩(wěn)定性要求較高、工程規(guī)模較大或地質(zhì)條件復(fù)雜的情況，如大型水利水電工程、高層建筑基坑邊坡等的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。5.1.3監(jiān)測(cè)預(yù)警方法監(jiān)測(cè)預(yù)警方法是通過對(duì)邊坡的變形、應(yīng)力、地下水等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)邊坡的異常變化，實(shí)現(xiàn)災(zāi)害預(yù)警的一種方法。它能夠?yàn)檫吰碌陌踩芾硖峁?shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持，有效降低災(zāi)害損失。位移監(jiān)測(cè)是邊坡監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容之一，常用的位移監(jiān)測(cè)方法有全站儀監(jiān)測(cè)、GPS監(jiān)測(cè)和裂縫計(jì)監(jiān)測(cè)等。全站儀監(jiān)測(cè)通過測(cè)量邊坡上監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)變化，獲取邊坡的水平位移和垂直位移信息。在某中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，在邊坡上布置了多個(gè)全站儀監(jiān)測(cè)點(diǎn)，定期對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。通過對(duì)比不同時(shí)期的測(cè)量數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)某監(jiān)測(cè)點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)的水平位移逐漸增大，從最初的5mm增加到了15mm，垂直位移也有一定程度的變化。這表明該邊坡可能存在潛在的失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)，需要密切關(guān)注。GPS監(jiān)測(cè)則利用全球定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)的全天候、高精度位移監(jiān)測(cè)。由于GPS監(jiān)測(cè)不受通視條件的限制，能夠?qū)崟r(shí)獲取監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，因此在地形復(fù)雜的邊坡監(jiān)測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用。裂縫計(jì)監(jiān)測(cè)主要用于監(jiān)測(cè)邊坡巖體裂縫的張開度和變化情況，通過在裂縫處安裝裂縫計(jì)，實(shí)時(shí)記錄裂縫的寬度變化。當(dāng)裂縫寬度突然增大時(shí)，可能預(yù)示著邊坡巖體的破壞即將發(fā)生。在某邊坡監(jiān)測(cè)中，裂縫計(jì)顯示某條裂縫的寬度在短時(shí)間內(nèi)從2mm增大到了5mm，這是邊坡失穩(wěn)的一個(gè)重要預(yù)警信號(hào)。應(yīng)力監(jiān)測(cè)可以了解邊坡巖體內(nèi)部的應(yīng)力分布和變化情況，常用的應(yīng)力監(jiān)測(cè)儀器有壓力盒、應(yīng)變計(jì)等。壓力盒可以測(cè)量巖體中的法向應(yīng)力，應(yīng)變計(jì)則可以測(cè)量巖體的應(yīng)變，通過應(yīng)變與應(yīng)力的關(guān)系，計(jì)算出巖體的應(yīng)力。在某中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡中，在不同深度的巖體中安裝了壓力盒和應(yīng)變計(jì)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，隨著時(shí)間的推移，靠近坡面的巖體應(yīng)力逐漸增大，且在某些部位出現(xiàn)了應(yīng)力集中現(xiàn)象，這表明邊坡巖體的穩(wěn)定性正在受到威脅。地下水監(jiān)測(cè)對(duì)于評(píng)估邊坡的穩(wěn)定性也至關(guān)重要，它包括地下水位監(jiān)測(cè)和水質(zhì)監(jiān)測(cè)。地下水位監(jiān)測(cè)通過安裝水位計(jì)，實(shí)時(shí)測(cè)量地下水位的變化。在某地區(qū)的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡監(jiān)測(cè)中，發(fā)現(xiàn)地下水位在連續(xù)降雨后迅速上升，從原來的5米上升到了8米。根據(jù)有效應(yīng)力原理，地下水位的上升會(huì)導(dǎo)致巖體的有效應(yīng)力降低，抗剪強(qiáng)度減小，增加邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。水質(zhì)監(jiān)測(cè)則可以了解地下水的化學(xué)成分，判斷地下水是否對(duì)巖體有侵蝕作用。如果地下水中含有大量的硫酸根離子等腐蝕性物質(zhì)，可能會(huì)溶解巖體中的礦物質(zhì)，降低巖體的強(qiáng)度，從而影響邊坡的穩(wěn)定性。通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析和處理，當(dāng)監(jiān)測(cè)參數(shù)超過設(shè)定的預(yù)警閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。預(yù)警閾值的確定通常根據(jù)邊坡的地質(zhì)條件、工程要求和歷史經(jīng)驗(yàn)等因素綜合考慮。在某邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，設(shè)定位移預(yù)警閾值為30mm，當(dāng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移達(dá)到或超過這個(gè)閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)向相關(guān)人員發(fā)送預(yù)警短信和郵件，提醒采取相應(yīng)的措施。監(jiān)測(cè)預(yù)警方法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地反映邊坡的實(shí)際狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，為災(zāi)害預(yù)防和應(yīng)急處理提供寶貴的時(shí)間。它也存在一些缺點(diǎn)，如監(jiān)測(cè)設(shè)備的安裝和維護(hù)成本較高，對(duì)監(jiān)測(cè)人員的專業(yè)素質(zhì)要求較高，且監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析和解釋需要一定的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)支持。監(jiān)測(cè)預(yù)警方法適用于對(duì)邊坡穩(wěn)定性要求極高、處于運(yùn)營(yíng)期或存在潛在安全隱患的邊坡，如大型礦山邊坡、城市周邊的高陡邊坡等。5.2評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建在中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，構(gòu)建科學(xué)合理的評(píng)估指標(biāo)體系是準(zhǔn)確評(píng)估邊坡風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵。評(píng)估指標(biāo)的選取需全面、準(zhǔn)確地反映邊坡的穩(wěn)定性、破壞模式和危害程度等方面的特征，同時(shí)要考慮指標(biāo)的可獲取性和可量化性。穩(wěn)定性系數(shù)是評(píng)估中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的核心指標(biāo)之一，它反映了邊坡巖體在當(dāng)前受力狀態(tài)下抵抗破壞的能力。穩(wěn)定性系數(shù)通常通過極限平衡法等計(jì)算方法得到，如前文所述的瑞典條分法，其計(jì)算公式為Fs=\frac{\sum_{i=1}^{n}(c_il_i+W_icosθ_itgφ_i)}{\sum_{i=1}^{n}W_isinθ_i}，該公式綜合考慮了條塊的重力、粘聚力、內(nèi)摩擦角以及滑動(dòng)面的傾角等因素，通過計(jì)算滑裂面上的抗滑力矩與滑動(dòng)力矩之比，得出邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)。當(dāng)穩(wěn)定性系數(shù)大于1時(shí)，表明邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)穩(wěn)定性系數(shù)小于1時(shí)，邊坡存在失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)，且系數(shù)越小，風(fēng)險(xiǎn)越高。在某中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性分析中，通過瑞典條分法計(jì)算得到其穩(wěn)定性系數(shù)為1.15，說明該邊坡在當(dāng)前條件下處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，但仍需密切關(guān)注其穩(wěn)定性變化。變形速率是反映邊坡變形發(fā)展趨勢(shì)的重要指標(biāo)，它對(duì)判斷邊坡的穩(wěn)定性具有重要意義。變形速率通常通過位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算得到，即單位時(shí)間內(nèi)邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移變化量。在實(shí)際監(jiān)測(cè)中，常采用全站儀、GPS等設(shè)備對(duì)邊坡的位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)。若某監(jiān)測(cè)點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)的水平位移從初始的5mm逐漸增加到15mm，時(shí)間間隔為10天，則該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平位移速率為(15-5)÷10=1mm/天。當(dāng)變形速率逐漸增大時(shí)，表明邊坡巖體的變形在加速發(fā)展，可能即將發(fā)生失穩(wěn)破壞；而當(dāng)變形速率保持穩(wěn)定或逐漸減小，則說明邊坡的穩(wěn)定性相對(duì)較好。在某邊坡監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，發(fā)現(xiàn)部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形速率在連續(xù)降雨后明顯增大，從原來的0.5mm/天增加到1.5mm/天，這是邊坡穩(wěn)定性惡化的重要信號(hào)，需要及時(shí)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。破壞概率是衡量邊坡發(fā)生失穩(wěn)破壞可能性的指標(biāo)，它考慮了多種不確定性因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。破壞概率通常采用概率統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行計(jì)算，如蒙特卡羅模擬法。該方法通過隨機(jī)生成大量的巖土參數(shù)樣本，代入邊坡穩(wěn)定性分析模型中進(jìn)行計(jì)算，統(tǒng)計(jì)邊坡失穩(wěn)的次數(shù)，進(jìn)而得到破壞概率。假設(shè)通過蒙特卡羅模擬進(jìn)行了1000次計(jì)算，其中有50次計(jì)算結(jié)果表明邊坡失穩(wěn)，則該邊坡的破壞概率為50÷1000=5%。破壞概率越大，說明邊坡發(fā)生失穩(wěn)破壞的可能性越高，風(fēng)險(xiǎn)也就越大。在某工程中，通過蒙特卡羅模擬計(jì)算得到中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的破壞概率為8%，這表明該邊坡存在一定的失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)，需要進(jìn)一步評(píng)估其危害程度并制定相應(yīng)的防范措施。危害程度是評(píng)估邊坡風(fēng)險(xiǎn)的重要方面，它主要考慮邊坡失穩(wěn)后對(duì)人員、財(cái)產(chǎn)和環(huán)境等造成的損失。危害程度的評(píng)估指標(biāo)包括可能造成的人員傷亡數(shù)量、財(cái)產(chǎn)損失金額、影響的范圍等。人員傷亡數(shù)量可根據(jù)邊坡周邊的人口分布情況進(jìn)行估算；財(cái)產(chǎn)損失金額則需考慮邊坡失穩(wěn)可能破壞的建筑物、基礎(chǔ)設(shè)施、農(nóng)作物等的價(jià)值；影響范圍可通過分析邊坡失穩(wěn)后的滑坡、崩塌等災(zāi)害的波及范圍來確定。在某山區(qū)，若中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)可能影響到周邊一個(gè)村莊，村莊內(nèi)有100戶居民，按照平均每戶財(cái)產(chǎn)價(jià)值50萬元計(jì)算，且可能造成10人傷亡，影響范圍約為1平方公里，則該邊坡失穩(wěn)后的危害程度較大，需要高度重視并采取有效的防護(hù)措施。選取這些指標(biāo)的依據(jù)在于它們能夠從不同角度全面反映中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的風(fēng)險(xiǎn)特征。穩(wěn)定性系數(shù)直接體現(xiàn)了邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)，是評(píng)估邊坡風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)；變形速率反映了邊坡變形的動(dòng)態(tài)變化，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)邊坡的潛在失穩(wěn)跡象；破壞概率考慮了不確定性因素，更準(zhǔn)確地評(píng)估了邊坡失穩(wěn)的可能性；危害程度則關(guān)注了邊坡失穩(wěn)后的后果，對(duì)于制定合理的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施具有重要指導(dǎo)意義。這些指標(biāo)的計(jì)算方法相對(duì)成熟，數(shù)據(jù)可通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、試驗(yàn)和模擬計(jì)算等方式獲取，具有較強(qiáng)的可操作性和實(shí)用性。六、案例分析6.1案例選取與背景介紹本研究選取了云南某高速公路建設(shè)中的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡作為案例，該邊坡具有典型的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡特征，其災(zāi)變過程和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對(duì)同類工程具有重要的參考價(jià)值。該邊坡位于云南省某山區(qū)，處于印度板塊與歐亞板塊碰撞帶的邊緣，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍。區(qū)域內(nèi)主要受到南北向和北西向構(gòu)造應(yīng)力的作用，地層發(fā)生了強(qiáng)烈的褶皺和斷裂，形成了復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造格局。邊坡所在區(qū)域?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，夏季高溫多雨，冬季溫和少雨，年降水量較大，且多集中在夏季，降雨強(qiáng)度較大，這對(duì)邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生了重要影響。從地形地貌來看，邊坡位于山區(qū)河谷一側(cè)，地形起伏較大，相對(duì)高差明顯。邊坡坡高約為50米，坡度在30°-40°之間，坡向?yàn)闁|南向。這種地形條件使得邊坡巖體在自重作用下具有較大的下滑力，增加了邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。地層巖性方面，該邊坡主要由砂巖和頁(yè)巖互層組成。砂巖呈灰白色，中粗粒結(jié)構(gòu)，主要礦物成分為石英、長(zhǎng)石，巖石較為堅(jiān)硬，抗壓強(qiáng)度較高；頁(yè)巖呈黑色，頁(yè)理發(fā)育，主要由黏土礦物組成，強(qiáng)度較低，遇水易軟化。巖層總體產(chǎn)狀為120°∠20°，屬于典型的中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡。在砂巖與頁(yè)巖的接觸部位，存在軟弱夾層，其抗剪強(qiáng)度較低，是邊坡穩(wěn)定性的薄弱環(huán)節(jié)。地質(zhì)構(gòu)造上，邊坡附近存在一條小型斷層，斷層走向與邊坡走向大致平行，斷層面傾向與邊坡傾向相同，傾角約為60°。斷層的存在使得邊坡巖體的完整性遭到破壞，巖石破碎，節(jié)理、裂隙發(fā)育，降低了巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在斷層影響范圍內(nèi)，巖體的力學(xué)性質(zhì)發(fā)生了顯著變化，抗滑能力減弱，增加了邊坡失穩(wěn)的可能性。該邊坡是云南某高速公路建設(shè)的關(guān)鍵路段，高速公路的修建需要對(duì)邊坡進(jìn)行開挖和填方作業(yè)。在開挖過程中，坡體的臨空面增大，巖體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，原本處于平衡狀態(tài)的邊坡巖體受到擾動(dòng)，穩(wěn)定性受到影響。填方作業(yè)則增加了坡體的重量，進(jìn)一步增大了邊坡的下滑力。工程建設(shè)活動(dòng)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生了直接的影響，需要對(duì)邊坡的災(zāi)變風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，并采取有效的防治措施，以確保高速公路建設(shè)的安全和順利進(jìn)行。6.2災(zāi)變過程分析在災(zāi)變發(fā)生前，該邊坡出現(xiàn)了一系列異?，F(xiàn)象。通過位移監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，邊坡頂部的一些監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移逐漸增大，且變形速率呈上升趨勢(shì)。在幾個(gè)月的時(shí)間里，部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平位移從最初的幾毫米增加到了十幾毫米，垂直位移也有相應(yīng)變化。通過地面調(diào)查，發(fā)現(xiàn)邊坡表面出現(xiàn)了一些細(xì)微的裂縫，主要分布在砂巖與頁(yè)巖的接觸部位以及斷層附近。這些裂縫寬度較小，一般在幾毫米以內(nèi)，但隨著時(shí)間的推移，有逐漸擴(kuò)展的趨勢(shì)。邊坡的地下水位也出現(xiàn)了異常上升，在連續(xù)降雨后，地下水位上升了1-2米，這表明邊坡巖體的含水量增加，可能會(huì)降低巖體的抗剪強(qiáng)度。該邊坡災(zāi)變的觸發(fā)因素主要是強(qiáng)降雨和工程開挖。在災(zāi)變發(fā)生前，該地區(qū)遭遇了連續(xù)的強(qiáng)降雨，降雨量遠(yuǎn)超常年同期水平。在短短一周內(nèi)，降雨量達(dá)到了200毫米以上，大量雨水迅速滲入邊坡巖體。根據(jù)達(dá)西定律，降雨入滲導(dǎo)致巖體中的孔隙水壓力迅速升高，有效應(yīng)力降低。根據(jù)有效應(yīng)力原理公式\sigma'=\sigma-u（其中\(zhòng)sigma'為有效應(yīng)力，\sigma是總應(yīng)力，u為孔隙水壓力），孔隙水壓力的增加使得巖體的抗剪強(qiáng)度降低，增加了邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。工程開挖對(duì)邊坡的穩(wěn)定性也產(chǎn)生了直接影響。在高速公路建設(shè)過程中，對(duì)邊坡進(jìn)行了大規(guī)模的開挖作業(yè)，坡腳被大量挖除，坡體的臨空面增大，巖體的約束條件發(fā)生改變。開挖導(dǎo)致邊坡巖體的應(yīng)力重新分布，在坡腳處形成了應(yīng)力集中區(qū)域，最大剪應(yīng)力顯著增大，超過了巖體的抗剪強(qiáng)度，從而引發(fā)了巖體的破壞。隨著強(qiáng)降雨和工程開挖的持續(xù)作用，邊坡進(jìn)入了變形發(fā)展階段。在這一階段，邊坡巖體的變形明顯加劇，裂縫不斷擴(kuò)展和貫通。通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)邊坡表面的裂縫寬度增大，長(zhǎng)度延伸，部分裂縫已經(jīng)相互連通，形成了裂縫網(wǎng)絡(luò)。位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，邊坡頂部的位移速率進(jìn)一步加快，每天可達(dá)數(shù)毫米，且位移方向主要沿著層面方向。在砂巖與頁(yè)巖的接觸部位，由于頁(yè)巖的軟化和強(qiáng)度降低，巖體開始出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，滑動(dòng)位移逐漸增大。當(dāng)邊坡巖體的變形達(dá)到一定程度時(shí)，最終發(fā)生了滑坡災(zāi)變?；率紫葟钠履_開始，由于坡腳處的應(yīng)力集中和巖體破壞，形成了一個(gè)小型的滑動(dòng)面。隨著滑動(dòng)的發(fā)展，滑動(dòng)面逐漸向上延伸，帶動(dòng)上部巖體一起下滑。在滑坡過程中，巖體快速滑動(dòng)，產(chǎn)生了巨大的沖擊力?；麦w下滑的速度在短時(shí)間內(nèi)迅速增加，達(dá)到了每秒數(shù)米的速度?；麦w沿著山坡向下滑動(dòng)，沖毀了坡腳處的施工設(shè)施和部分臨時(shí)建筑物，造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失?；麦w的規(guī)模較大，長(zhǎng)度達(dá)到了數(shù)百米，寬度也有幾十米，厚度在數(shù)米到十幾米之間，對(duì)高速公路的建設(shè)進(jìn)度產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。6.3穩(wěn)定性分析與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估運(yùn)用前文介紹的穩(wěn)定性分析方法和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，對(duì)云南某高速公路中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以驗(yàn)證方法的有效性。采用極限平衡法中的瑞典條分法對(duì)該邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘察和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲取了巖體的物理力學(xué)參數(shù)，如砂巖的重度為25kN/m3，內(nèi)摩擦角為35°，粘聚力為50kPa；頁(yè)巖的重度為23kN/m3，內(nèi)摩擦角為25°，粘聚力為30kPa?？紤]到邊坡的實(shí)際情況，將滑動(dòng)土體分成20個(gè)土條進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)過多次試算，得到該邊坡在天然狀態(tài)下的最小安全系數(shù)為1.25，大于1，表明邊坡在天然狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài)。在考慮強(qiáng)降雨和地震作用的工況下，由于降雨導(dǎo)致巖體重度增加，地下水壓力增大，地震作用產(chǎn)生慣性力，經(jīng)過計(jì)算，邊坡的最小安全系數(shù)降低到0.95，小于1，說明在這種工況下邊坡存在失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。通過與實(shí)際災(zāi)變情況對(duì)比，發(fā)現(xiàn)該方法能夠較好地反映邊坡在不同工況下的穩(wěn)定性變化，驗(yàn)證了極限平衡法在該邊坡穩(wěn)定性分析中的有效性。運(yùn)用層次分析法確定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重。邀請(qǐng)了5位專家對(duì)穩(wěn)定性系數(shù)、變形速率、破壞概率和危害程度這4個(gè)評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行打分，根據(jù)專家打分結(jié)果，構(gòu)建判斷矩陣。對(duì)于穩(wěn)定性系數(shù)和變形速率的判斷矩陣，假設(shè)專家認(rèn)為穩(wěn)定性系數(shù)相對(duì)變形速率稍微重要，其判斷矩陣元素a_{12}=3，a_{21}=1/3，a_{11}=a_{22}=1。通過計(jì)算判斷矩陣的最大特征值和特征向量，得到穩(wěn)定性系數(shù)的權(quán)重為0.6，變形速率的權(quán)重為0.4。同理，確定破壞概率和危害程度的權(quán)重分別為0.3和0.7。采用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)邊坡進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。根據(jù)穩(wěn)定性分析結(jié)果和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，確定各評(píng)估指標(biāo)的隸屬度。對(duì)于穩(wěn)定性系數(shù)，當(dāng)安全系數(shù)大于1.2時(shí)，隸屬度為0.9，表示低風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)安全系數(shù)在1-1.2之間時(shí)，隸屬度為0.5，表示中風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)安全系數(shù)小于1時(shí)，隸屬度為0.1，表示高風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于變形速率，當(dāng)變形速率小于1mm/天時(shí)，隸屬度為0.8，表示低風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)變形速率在1-3mm/天時(shí)，隸屬度為0.4，表示中風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)變形速率大于3mm/天時(shí)，隸屬度為0.1，表示高風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于破壞概率，當(dāng)破壞概率小于5%時(shí)，隸屬度為0.9，表示低風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)破壞概率在5%-10%之間時(shí)，隸屬度為0.5，表示中風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)破壞概率大于10%時(shí)，隸屬度為0.1，表示高風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于危害程度，根據(jù)前文分析的可能造成的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失和影響范圍等因素，確定其隸屬度。假設(shè)根據(jù)估算，該邊坡失穩(wěn)可能造成10人傷亡，財(cái)產(chǎn)損失5000萬元，影響范圍1平方公里，經(jīng)評(píng)估，其隸屬度為0.2，表示高風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)各指標(biāo)的權(quán)重和隸屬度，計(jì)算得到該邊坡的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果為0.35，處于中風(fēng)險(xiǎn)水平。結(jié)合實(shí)際情況，該邊坡在災(zāi)變前出現(xiàn)了位移增大、裂縫擴(kuò)展等異常現(xiàn)象，說明邊坡確實(shí)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果相符，驗(yàn)證了該風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的有效性。通過對(duì)該案例邊坡的穩(wěn)定性分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，表明本文所采用的方法能夠準(zhǔn)確地評(píng)估中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性和風(fēng)險(xiǎn)程度，為類似邊坡的分析和評(píng)估提供了可靠的參考。6.4防治措施與效果評(píng)估針對(duì)云南某高速公路中緩傾角順層巖質(zhì)邊坡的滑坡災(zāi)變，采取了一系列針對(duì)性的防治措施，以降低邊坡再次失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)，保障高速公路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的安全。在支擋結(jié)構(gòu)方面，采用了抗滑樁和擋土墻相結(jié)合的方式?？够瑯妒且环N常用的支擋結(jié)構(gòu)，它通過將樁體嵌入穩(wěn)定的巖體中，利用樁身的抗滑力來抵抗滑坡體的下滑力。在該邊坡治理中，根據(jù)邊坡的地質(zhì)條件和滑坡體的規(guī)模，設(shè)計(jì)了直徑為1.5米的鋼筋混凝土抗滑樁，樁間距為5米，樁長(zhǎng)根據(jù)不同位置的