1引言
巖質邊坡的破壞形式是判定是邊坡穩定性評價的基礎，對應建筑邊坡而言邊坡巖土體內部原有應力狀態將隨著邊坡的形成（包含回填和開挖）過程而發生變化，引起應力的重新分布或集中，邊坡上的巖體為適應應力的變化將發生不同形式或規模的變形與破壞［1］?！督ㄖ吰鹿こ碳夹g規范》GB50330-2013（以下稱《邊坡規范》）對巖質邊坡破壞形式根據巖體特征或破壞特征劃分為滑移型或崩塌型［2］。巖質邊坡由于巖體結構的差異或巖體結構面產狀與邊坡坡面組合關系的不同，將形成不同的邊坡破壞模式，針對不同的破壞模式又會采取不同的加固方案［1］。
2巖質邊坡破壞形式分類
2.1《邊坡規范》巖質邊坡破壞形式分類
《邊坡規范》未對邊坡變形形式的劃分，根據巖體特征或破壞特征將巖質邊坡破壞形式劃分為滑移型或崩塌型（見表1）。
表1 巖質邊坡的破壞形式分類
|
破壞形式 |
巖體特征 |
破壞特征 |
|
|
滑移型 |
由外傾結構面控制的巖體 |
硬性結構面的巖體 |
沿外傾結構面滑移，分為單面滑移與多面滑移 |
|
軟弱結構面的巖體 |
|||
|
不受外傾結構面控制和無外傾結構面的巖體 |
塊狀巖體、碎裂巖體、散體狀巖體 |
沿軟弱、強風化巖、碎裂結構或散體狀巖體中最不利滑移面 |
|
|
崩塌型 |
受結構面切割控制的巖體 |
被結構面切割的巖體 |
沿陡傾、臨空的結構面塌滑；由內、外傾結構面不利組合面切割，塊體失穩傾倒；巖腔上巖體沿結構面剪切或墜落破壞 |
|
無外傾結構面的巖體 |
整體狀巖體、巨塊狀巖體 |
陡立邊坡，因卸荷作用產生拉張裂隙導致巖體傾倒 |
|
2.2瓦恩思（1978）邊坡破壞形式分類
20世紀90年代國際工程地質協會（IAEG）滑坡委員會建議采用瓦恩思（Varnes，1978）的劃分方案（見表2），瓦恩思按運動的形式劃分為崩落（塌）（falls）、傾倒（topples）、滑動（落）（land sliding）、側向擴離（lateral spreads）和流動五種基本類型，按物質組分分為巖質邊坡和土質邊坡，通過組合形成多種復合類型，根據邊坡的物質種類和運動方式對邊坡運動進行分類（見表2）。
表2 邊坡運動的簡要分類
|
運動形式 |
物質種類 |
||||
|
基巖 |
工程土 |
||||
|
粗粒土 |
細粒土 |
||||
|
崩塌類 |
巖石崩塌 |
碎屑崩落 |
土崩落 |
||
|
傾倒類 |
巖石傾倒 |
碎屑傾倒 |
土傾倒 |
||
|
滑 動 類 |
旋轉滑動 |
一單元 |
巖石轉動滑坡 |
碎屑轉動滑坡 |
土轉動滑坡 |
|
平面滑動 |
巖石塊體滑坡 |
碎屑塊體滑坡 |
土塊體滑坡 |
||
|
多單元 |
巖石滑坡 |
碎屑滑坡 |
土滑坡 |
||
|
側向擴展 |
巖石擴展 |
碎屑擴展 |
土擴展 |
||
|
流動類 |
巖石流動（深部蠕動） |
泥石流（土石蠕動） |
泥流（土蠕動） |
||
|
復合移動類 |
兩個或兩個以上主要運動形式的組合 |
||||
分析表2可以看出，瓦恩思的分類方案是將邊坡的變形、破壞和破壞后的繼續綜合在一起。如流動類的蠕動和傾倒類因屬于邊坡的變形，其最破壞可表現為滑坡或崩塌。瓦恩思的運動方式分類實際上可以表示邊坡運動的過程，其中崩落（塌）、滑動（落）、側向擴離才是基本的破壞方式，也是邊坡失穩的基本方式。對于巖質邊坡來說，崩落（塌）是以拉裂破壞為主，滑動（落）則是以剪切破壞為主，側向擴離主要是塑性流動破壞。張倬元（1994、2016）在次基礎上將提出邊坡破壞（失穩）基本類型劃分方案（見表3）。
2.3水電水利工程邊坡破壞形式分類
根據邊坡由于巖體結構的差異或巖體結構面產狀與邊坡坡面組合關系的不同，將形成不同的邊坡破壞模式，《水電水利工程邊坡設計規范》（DL/T5353-2006）（以下簡稱《水電水利邊坡》）將的破壞模式劃分為平面（弧形）、楔體或傾倒破壞模式（見表4.）。
表4 巖石邊坡失穩破壞類型
|
失穩破壞類型 |
破壞特征 |
|
|
崩塌 |
邊坡巖體墜落或滾動 |
|
|
滑動 |
平面型 |
邊坡巖體沿某一結構面滑動 |
|
弧面型 |
散體或碎裂的巖石邊坡沿弧形面滑動 |
|
|
楔體型 |
結構面組合的楔形體，沿交線方向滑動 |
|
|
蠕變 |
傾倒 |
巖層傾向與坡向相反的反傾向層狀結構的邊坡，表部巖層逐漸向外彎曲、傾倒 |
|
潰層 |
順層向層狀結構的邊坡，層狀傾角與坡角與坡腳大致相似，邊坡下部巖層逐漸向上鼓起，產生層面拉裂和脫開 |
|
|
側向張裂 |
雙層結構的邊坡，下部軟巖產生塑性變形，使上部巖層發生擴張、移動張裂和下沉 |
|
|
流動 |
崩塌碎屑類堆積向坡腳流動，形成碎屑流 |
|
從表4分析可知，水電水利邊坡與瓦恩思的分類方案有很大的相似性，其中蠕變類型中傾倒、潰層、側向擴展是邊坡變形形式，滑動、崩塌是主要的破壞形式，流動是破壞后繼續運動的形式。
2.4地質力學模式的邊坡巖體變形破壞分類
巖體在不同的應力狀態下最終破壞的主要是剪切破壞和拉斷破壞兩種主要形式，張倬元（1994、2016）從變形破壞的基本單元（拉裂、蠕滑（滑移）、彎曲和塑流），根據這些單元的特定組合表征巖體變形和演化特征，建立了巖體變形的地質力學模式（表5）。
拉裂、蠕滑（滑移）、彎曲三種變形具有明顯的時間效應，它們決定了邊坡巖體變形破壞演化過程中的時間效應特征，拉裂的產生往往具有突發性。對不同荷載條件下巖體變形過程進行分析發現，各變形破壞單元并非單獨產生，一中單元的出現總是伴隨有另外一些單元，并往往是一對互為因果的單元對巖體變形破壞進程起主導作用，反映演變中的內在力學機制，劃分為5中基本巖體變形破壞地質力學基本模式（表5）。同時結合邊坡巖體結構類型與變形破壞方式的相關性，編制了邊坡巖體結構類型與變形破壞方式對照表（見表6）。
表6 邊坡巖體結構類型與變形破壞方式對照表
|
類型 |
主要特征 |
主要變形模式 |
可能破壞方式 |
|
|
結構及產狀 |
外形 |
|||
|
I均質或似均質體邊坡 |
均質的土質或半巖質邊坡，包括碎裂狀或碎塊狀邊坡 |
決定于土、石性質或天然休止角 |
蠕滑-拉裂 |
轉動型滑坡或滑塌 |
|
II層狀體邊坡 |
II1.平緩層狀坡體， α=0～±ψr |
α＜β |
滑移-壓致拉裂 |
平推式滑坡，轉動型滑坡 |
|
II2.緩傾外層狀坡體 α=ψr～ψp |
Α≈β |
滑移-拉裂 |
順層滑坡，塊狀滑坡 |
|
|
II3.中傾外層狀坡體 α=ψp～40° |
α≥β |
滑移-彎曲 |
順層-切層滑坡 |
|
|
II4.陡傾外層狀坡體 α=40°～60° |
α≥β |
彎曲-拉裂 |
崩塌或切層轉動型滑坡 |
|
|
II5.陡立-傾內層狀坡體
|
|
彎曲-拉裂（淺部） 蠕滑-拉裂（深部） |
崩塌，深部切層轉動型滑坡 |
|
|
II6.變角傾外層狀坡體，上陡下緩（α＜ψr）
|
α≤β |
滑移-彎曲 |
順層轉動型滑坡 |
|
|
III塊狀體邊坡 |
可根據結構面組合產狀，按II方案細分 |
|
滑移-拉裂為多見 |
滑坡、滑塌 |
|
IV軟弱基座邊坡 |
IV1.平緩軟弱基座邊坡 IV1.緩傾內軟弱基座邊坡 |
一般情況上陡下緩（軟弱基座） |
塑流-拉裂 |
擴裂，塊狀滑坡崩塌，轉動型滑坡（深部） |
注：ψr和ψp分別為
3建筑巖質邊坡變形破壞形式分類建議
通過對比表《邊坡規范》、瓦恩思（1978）、《水電水利邊坡》及張倬元（1994、2016）地質力學模式，對建筑巖質邊坡變形破壞形式分類進行如下建議：（1）基于《邊坡規范》未進行巖質邊坡變形的劃分，在《邊坡規范》巖質邊坡的破壞形式分類方案中應該引入變形分類分類方案，考慮到邊坡變形對邊坡的加固和治理設計方案選擇的影響，應該對變形深度進行劃分。（2）補充破壞后繼續運動的形式；（3）建立一個由變形-破壞-破壞后繼續運動形式的一個完整的分類方案。
3.1巖質邊坡變形分類建議
從邊坡應力特征和邊坡破壞的演變出發，邊坡的變形是邊坡巖體在貫通性破壞面形成之前，邊坡巖體的變形與局部破裂。邊坡的變形主要為卸荷回彈（unloading rebound）和邊坡蠕變（slope creep），可以將變形視為邊坡破壞的一個階段，是邊坡貫通性破壞面形成前的破壞階段。從邊坡變形的加固加固和治理設計方案選擇的影響，從變形深度、邊坡的運動特征，將邊坡的變形分為坡面變形、邊坡變形（變形在人工邊坡范圍內）和坡體變形（超過人工邊坡范圍）三大類。
表7 邊坡變形分類
|
變形類型 |
變形深度H |
運動特征 |
|
坡面變形 |
H≤2m |
剝落 |
|
落石 |
||
|
滑塌（風化層） |
||
|
邊坡變形 |
2m＜H＜10m |
滑塌（風化層） |
|
滑坡 |
||
|
小型崩塌 |
||
|
邊體變形 |
≥10m |
崩塌 |
|
滑坡 |
||
|
錯落 |
||
|
傾倒 |
3.2巖質邊坡破壞分類建議
《邊坡規范》將巖質邊坡破壞形式劃分為滑移型或崩塌型，方玉樹（2020）在《建筑邊坡工程技術規范（GB50330-2013）修改建議》一書中貫通性破壞和非貫通性破壞，其中貫通性破壞應包括滑動、傾倒、墜落，非貫通性破壞應包括拉裂變形。筆者推薦采用參照《水電水利邊坡》表4對巖質邊坡失穩類型進行劃分。
參考文獻
［1］張倬元.等.工程地質分析原理（第四版）［M］.北京：地質出版社，2016.
［2］重慶市設計院.GB50330-2013建筑邊坡工程技術規范［S］.北京：中國建筑工業出版社，2014.
［3］中國水利水電科學研究院.DL/T5353-2006工水利水電工程邊坡設計規范［S］.北京：中國水利水電出版社，2009.
［4］方玉樹.建筑邊坡工程技術規范（GB50330-2013）修改建議［M］.重慶：重慶出版社，2020.
我有話說
全部評論(3)
頂(0) |踩(0) |點評(0)
頂(0) |踩(0) |點評(0)
頂(0) |踩(0) |點評(0)