面;4-断层;5-洼地

在图9-3上示有瓦依昂山坡崩坍的二个断面图。由此看来，岩坡崩坍所造成的事故是危害极大的，必须严加防止。因此设计之前应当加强工程地质的勘测工作，以及在设计时做好岩坡稳定分析工作。 图9-4 康德斯特格隧洞 1-山崩;2-压力隧洞;3-渗水;4-泉水;5-透水岩石;6-不

透水岩石

图9-4表示康德斯特格(Kandersteg)隧洞由于渗水作用岩坡山崩而失事的例子。 隧洞原来设计为无压隧洞，但后来却成为有压隧洞。中等程度的水压力使衬砌造成裂缝。隧洞中的水从裂缝中渗出，流过透水层最后聚集在不透水岩层的顶部(图9-4)。在山坡底部流出一股泉水，渗水使岩石性质恶化，山坡变为不稳定而造成山体崩滑，使附近居民的生命财产受到很大的损失。这次失事，主要是衬砌部分受力过高而地质条件又不好而引起的。岩石中的渗水是这次事故中的外因，岩石强度不够是内因，外因通过内因而起作用，渗水使岩石强度降低，造成了这次事故。这是一个典型的例子，可以说明许多类似失事的原因。

9.2 影响边坡稳定性的因素

影响边坡稳定性的因素主要有内在因素和外部因素两方面，内在因素包括组成边坡的地貌特征、岩土体的性质、地质构造、岩土体结构、岩体初始应力等。外部因素包括水的作用、地震、岩体风化程度、工程荷载条件及人为因素。内在因素对边坡的稳定性起控制作用，外部因素起诱发破坏作用。

1)岩土性质和类型

岩性对边坡的稳定及其边坡的坡高和坡角起重要的控制作用。坚硬完整的块状或厚层状岩石如花岗岩、石灰岩、砾岩等可以形成数百米的陡坡，如长江三峡峡谷。而在淤泥或淤泥质软土地段，由于淤泥的塑性流动，几乎难以开挖渠道，边坡随挖随塌，难以成形。黄土边坡在干旱时，可以直立陡峻，但一经水浸土的强度大减，变形急剧，滑动速度快，规模和动能巨大，破坏力强且有崩塌性。松散地层边坡的坡度较缓。

不同的岩层组成的边坡，其变形破坏也有所不同，在黄土地区，边坡的变形破坏形式以滑坡为主；在花岗岩、厚层石灰岩、沙岩地区则以崩塌为主；在片岩、板岩、千枚岩地区则往往产生表层挠曲和倾倒等蠕动变形。在碎屑岩及松散土层地区，则产生碎屑流或泥石流等。 2)地质构造和岩体结构的影响

在区域构造比较复杂，褶皱比较强烈，新构造运动比较活动的地区，边坡稳定性差。断层带岩石破碎，风化严重，又是地下水最丰富和活动的地区极易发生滑坡。岩层或结构的产状对边坡稳定也有很大影响，水平岩层的边坡稳定性较好，但存在陡倾的节理裂隙，则易形成崩塌和剥落。同向缓倾的岩质边坡(结构面倾向和边坡坡面倾向一致，倾角小于坡角)的稳定性比反向倾斜的差，这种情况最易产生顺层滑坡。结构面或岩层倾角愈陡，稳定性愈差。如岩层倾角小于10°～15°的边坡，除沿软弱夹层可能产生塑性流动外，一般是稳定的；大于25°的边坡，通常是不稳定的；倾角在15°～25°的边坡，则根据层面的抗剪强度等因素而定。同向陡倾层状结构的边坡，一般稳定性较好，但由薄层或软硬岩互层的岩石组成，则可能因蠕变而产生挠曲弯折或倾倒。反向倾斜层状结构的边坡通常较稳定，但垂直层面或片理面的走向节理发育且顺山坡倾斜，则亦易产生切层滑坡。

3)水的作用

地表水和地下水是影响边坡稳定性的重要因素。不少滑坡的典型实例都与水的作用有关或者水是滑坡的触发因素，处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用，而不透水的边坡，将承受静水压力；充水的张开裂隙将承受裂隙水静水压力的作用；地下水的渗流，将对边坡岩土体产生动水压力。水对边坡岩体还产生

软化或泥化作用，使岩土体的抗剪强度大为降低；地表水的冲刷，地下水的溶蚀和潜蚀也直接对边坡产生破坏作用。不同结构类型的边坡，有其自身特有的水动力模型。 (1) 静水压力

作用于边坡的静水压力主要包括两种情况：其一是当边坡被水库淹没时，库水对边坡面所产生的静水压力；其二是当裂隙岩石边坡的张裂隙充水时，裂隙中的水压力。

①边坡坡面上的静水压力：当边坡被水淹没，而边坡的表部相对不透水时，坡面上将受一定的静水压力，静水压力的方向与坡面正交。当边坡的滑动面(软弱结构面)的倾角?小于坡角?时，则坡面静水压力传到滑动面上的切向分量为抗滑力，对边坡稳定有利。当???时，则切向分量为下滑力，则不利于边坡的稳定。

②边坡裂隙静水压力：有张裂隙发育的岩石边坡以及长期干旱的裂隙粘土边坡，如果因降雨或地下水活动使裂隙充水，则裂隙面将承受静水压力(图9-5)。静水压力的作用方向与裂隙面相垂直，其大小与裂隙水水头有关。对部分充水的高角度裂隙，裂隙静水压力Pww(取单宽坡体)为：

Pw?1HL?w2 (9-1) 式中：H 裂隙水的水头； L 裂隙充水的长度； ?w 水的块体密度。 11 图9-5 裂隙静水压力 图9-6 裂隙静水压力分布的不同情况 1—出口节理敞开；2—出口节理闭合

由于裂隙水活动的不规律性，岩体中的地下水位通常不是圆滑的曲线。在相邻裂隙的地下水位不同时，地下水位高的裂隙较地下水位低的裂隙承受较大的静水压力，这种静水压力的差别，有时是使边坡失稳的原因之一。

由于地下水出口节理裂隙敞开情况不同，也影响裂隙水压力的大小，因而影响边坡的稳定。如图9-6所示，出口节理张开，地下水位低，裂隙水压力小；出口节理闭合，透水性差，则地下水位高，裂隙水压力大。如作用在岩块底部滑面上的静水压力，有时可使覆岩块隆胀(静水压力等于上覆岩块重)，而使边坡稳定严重恶化。 (2)浮托力

处于水下的透水边坡，承受浮托力的作用，使坡体的有效重量减轻，这对边坡的稳定不利。不少水库周围松散堆积层边坡，在水库蓄水时发生变形，浮托力的影响是原因之一。对处于极限稳定状态，依靠坡脚岩体重量保持暂时稳定的边坡，坡脚被水淹没后，浮托力对边坡稳定的影响就更加显著。 (3)动水压力

动水压力是地下水在流动过程中所施加于岩土体颗粒上的力。它是一种体积力，其数值为：

D?V?wI (9-2)

其中：V 流动水体体积； ?w 水的块体密度； I 水力梯度。

动水压力的方向和水流方向平行，在近似计算中，多假定与地下水面或滑面平行，如果动水压力方向和滑体滑动方向不一致，则应分解为垂直和平行于滑面的两个分量参与稳定计算。在边坡稳定的实际计算中，由于渗流方向不是定值，且水力梯度不易精确确定，一般则作简化假定，以采用不同的滑体块体密度将动水压力的影响计入。即在地下水位以下静水位以上有渗流活动的滑体，计算下滑力时，采用饱和块体密度；计算抗滑力时，采用浮块体密度。

4) 工程荷载 在水利水电工程中，工程荷载的作用影响边坡的稳定性。例如，拱坝坝肩承