通过案例统计分析了高陡边坡的结构特征及影响因素，得出了震区顺层高陡边坡的几种典型破坏模式，并对其进行了类型划分。然后根据川渝地区的实际地质条件，选取了其中最常见的滑移-屈曲破坏进行详细探讨，为后面的理论、试验及数值分析奠定了基础。

1.顺层边坡破坏模式类型划分

不同岩性及构造特征的岩体，在不同应力条件下，会具有不同方式的变形破坏过程，其中时间效应及间隙水压力等的作用也各有不同。本书以岩体变形破坏的理论研究及模型试验为基础，综合大量的现场监测资料。在岩体变形破坏过程中定义若干个基本变形单元，岩体的变形机制及演化特性可以用这些基本变形单元的特定组合进行表征。定义基本的变形单元有四种，包括动荷载拉裂、累积荷载弯曲、惯性滑移和蠕变塑流，如表7-2所示。

表7-2　岩体变形单元类型

岩体的实际变形过程，不会单独存在上述四种基本变形单元，通常都是两个互为因果的基本单元主导岩体的变形破坏过程，而且能够反映出演化过程的力学机理。另外，由相关报道数据可知，每年由于边坡失稳破坏导致的各类交通事故非常之多，其中顺层岩体边坡的事故率占到总数的大部分比例。为了更好地减少和防止此类事故的发生，首先应对其破坏模式进行正确判断，然后利用现场勘查资料，并结合边坡失稳破坏的特征，分析和探讨出边坡失稳破坏的主要原因，最后制订并实施较为合理的防治方案，以确保边坡的稳定性。所以，在上述岩体基本变形单元理论的基础上，结合顺层岩体边坡工程特点及其变形力学机制，分析边坡岩体最终破坏可能存在的方式及其特性是十分有必要的。顺层岩体边坡主要有四种破坏模式，包括滑移-拉裂破坏、滑移-剪切破坏、弯曲-拉裂破坏和滑移-弯曲破坏，亦可由两种或两种以上基本破坏模式复合造成滑塌，并且某些组合破坏模式在发展演变过程中也可转化为另一种组合破坏模式。

1）滑移-拉裂破坏

此类破坏主要在缓、中等倾角（10°～40°）和变倾角顺层边坡中发育。在边坡开挖过程中，岩体内部原有结构应力及应变不断变化，当开挖卸荷作用结束后，临空面将在坡体出现，此时，在自重作用下，岩体会沿着软弱岩层面向下滑移。该滑移破坏的时间与顺层岩体边坡结构面的产状关系密切。当下滑力大于滑移面的实际抗阻力时，岩体会沿原方向继续滑移，同时在边坡后缘出现张拉裂隙造成边坡的拉裂破坏，若滑移面被揭露临空，岩体将快速滑落，其蠕变过程相当短暂。

2）滑移-剪切破坏

此类破坏主要发生在岩层倾角较大且倾角与坡角基本相等的边坡中。此类破坏与滑移-弯曲破坏基本类似，只是坡脚附近岩层受力原理有所差异。滑移-剪切破坏模式中，坡脚附近岩层因受到构造作用、节理发育或具有缓倾临空面的贯通性构造面的影响，坡脚支撑力遭到削弱，坡顶及中部岩体发生顺层滑移，坡脚附近岩层发生剪切变形。

3）弯曲-拉裂破坏

此类破坏主要发生在岩层倾角极陡的顺层边坡中，主要的变形破坏出现在边坡的前部，岩体多呈板状。随着边坡的开挖卸荷的不断作用，形成临空面，而前部板状岩体在重力弯矩作用下，向着临空面方向弯曲变形，并逐步向边坡后缘发展。随着时间的变化，已产生弯曲变形的岩体间相互错动并开始出现拉裂破坏，在岩体后缘产生弯拉裂隙，出现了与边坡走向平行的反坡台阶及槽沟，而在岩体弯曲剧烈的部位通常会出现横切梁板的折断。

4）滑移-弯曲破坏

此类破坏又称为溃屈破坏，主要出现在中、陡倾的顺层边坡中，以薄层状及强岩性的顺层岩体最为常见。当边坡滑移面的倾角大于该滑移面的内摩擦角时，上覆岩体具备沿滑移面向下滑动的条件，但是滑移面没有临空，使得岩体的下滑受到阻碍，导致坡脚附近岩层受到纵向压应力的持续作用，发生弯曲变形。随着压应力的逐渐增大，导致滑移面贯通，最终导致溃屈破坏。因此，该破坏模式可大体分为两个阶段，即弯曲变形阶段和滑移面贯通阶段。

2.川渝地区顺层边坡典型破坏模式(www.daowen.com)

川渝地区地壳运动活跃，地形崎岖陡峭，降水多，强度大，存在大量陡倾顺层岩体边坡。上述因素导致边坡岩体内部原始应力场及应变状态不断变化，边坡逐渐发生不同形式和规模的滑动和崩塌，甚至会在某些特定条件下发展成更为严重的变形失稳破坏。滑移-弯曲破坏（溃屈破坏）模式在此地区较为常见，亦是本书重点研究对象。

在总结前人研究成果的基础上，根据顺层溃屈破坏模式致灾因素，将其分为三种形式，即重力失稳型、压力失稳型和开挖卸荷型。

重力失稳型破坏的特点为：顺层边坡顶部的裂隙结构面大部分裸露，更容易遭到大气降水或者植被根系的侵蚀，此类作用慢慢向边坡内部发育，使得结构层间的裂隙逐渐贯通，导致边坡主结构面发展为滑移面；同时，边坡岩体的法向裂缝会将滑体分为几部分，使得下部滑体会受到上部滑体的重力荷载作用，进而出现弯曲变形，随着荷载作用的持续作用，最终导致溃屈破坏。

压力失稳型破坏的特点为：顺层边坡的顶部通常覆盖有较为松散且具有较大空隙的堆积体，随着风化作用的搬运与堆积以及降水作用的侵蚀，其对顺层岩体的荷载作用逐渐变大，造成边坡上部的层状岩体顺着层面发生蠕滑变形，进而对坡脚岩体产生挤压作用，造成溃屈破坏，最后使得边坡沿破坏带挤出而导致整体失稳破坏。

开挖卸荷型破坏的特点为：开挖坡角通常与岩层倾角相等，主控结构层面往往不会被割断外露在坡面上，滑移面下滑趋势在坡脚处受到阻碍，使得坡脚周围岩体受到较大的挤压力，同时又由于开挖作用削弱了坡脚处的承载能力，无法较好地承受来自边坡上部的下滑力，卸荷和风化作用较明显，使得边坡前部出现松弛现象，从而导致边坡处于欠稳定状态。

通过分析边坡岩体失稳时的受力状况可知，陡倾顺层岩体边坡的失稳变形会首先在坡顶处的顺层滑移区域出现，受到外界因素的不断影响，滑移体自重应力垂直于构造岩层面方向的分力逐渐减小，造成上覆岩体沿构造岩层面产生蠕滑变形，导致坡顶出现拉裂错动变形。随着坡顶岩体滑移的不断发展，滑移面会沿构造岩层面方向发生贯通，进而对下部边坡体造成挤压效应。下部受压区岩体受到沿滑移面方向的分力为最大主应力，而其垂直方向的分力为最小主应力，两者共同作用产生基本平行于滑移面的张裂缝，但是因为其下部的边坡岩体未出现临空面，致使整体的滑动趋势受到阻碍，坡脚处附近的岩层发生隆起或者弯曲变形，并伴有层间拉裂，最终的变形发展成为边坡岩体的剪切变形破坏。

顺层岩体边坡变形的整个演变过程大致可分为四个阶段，分述如下。

1）应力调整阶段

当边坡岩体受到重力、堆载或开挖扰动的影响后，岩体会向临空方向出现卸荷效应，使得坡面产生位移及变形，导致平行于构造岩层面的张拉裂隙的出现。随着开挖卸荷作用的不断深入，张拉裂隙慢慢向下发展，坡面会出现滑块体的脱落，破坏了坡脚附近岩层的完整性，使得岩体的强度迅速下降。

2）剪切错动阶段

陡倾顺层岩体边坡的滑移面多数在软弱夹层或强度较弱的结构面中产生。经过上一阶段应力场重分布，边坡中下部产生应力集中，同时作用有降雨等其他外力，其岩体强度逐渐降低。当滑移面的中下部岩体剪应力大于此处的实际抗剪强度时，岩体出现破坏。

3）挤压弯曲阶段

当拉裂缝隙出现之后，地下水不断下渗，滑移体中后部发生失稳，进而向下挤压阻滑段，造成滑移体两侧出现裂缝，并不断延伸，使得上部滑移面基本贯通。阻滑段因为受到挤压作用而产生向上隆起变形，而且在坡面前缘出现张拉裂缝。随着边坡变形的进一步发展，张拉裂缝慢慢延展至贯通，前部剪出口陆续出现，但是阻滑段的滑移面还未完全贯通。

4）溃屈破坏阶段

当边坡变形进一步加剧时，前部剪出口不断延展至与边坡两侧的滑坡边界相互贯通，边坡处于整体失稳破坏的状态。滑移带的岩体强度随着滑移距离的增大而逐渐减弱至残余强度，同时，抗滑力也逐渐减小，边坡滑移体由匀速滑移变为加速滑移。