第1章 绪论 1
1.1高边坡与高边坡地质灾害 1
1.2高边坡研究的理论与实践发展 5
1.3学术思想与技术路线 8
第2章 基本原理 12
2.1中国西部地区岩石高边坡的主要特征 12
2.1.1边坡高陡，坡型复杂 12
2.1.2边坡应力环境复杂，地应力量级高 13
2.1.3具有复杂的变形破裂演化历史 16
2.2复杂岩体结构精细描述和高边坡地质模型的建立 16
2.2.1结构面的分类体系 17
2.2.2结构面描述的指标体系 17
2.2.3结构面的调查技术 19
2.2.4结构面特征参数估计的概率模型 19
2.2.5复杂岩体结构三维建模系统 20
2.3高边坡变形破坏演化的三阶段理论 20
2.3.1天然高边坡的表现 20
2.3.2人工开挖高边坡的变形破裂响应 24
2.4西南地区典型高边坡发育的动力过程及变形破坏机理 25
2.4.1滑移-拉裂-剪断“三段”式机理 26
2.4.2“挡墙”溃屈机理 28
2.4.3倾倒变形机理 31
2.4.4顺倾向层状岩体边坡的滑移（-弯曲）-剪断机理 37
2.4.5节理岩体边坡的阶梯状蠕滑-拉裂变形机理 41
2.4.6高应力-强卸荷深部破裂机理 43
2.5高边坡变形破坏的全过程模拟 46
2.5.1“概念模型”与全过程数值模拟 46
2.5.2基于“过程模拟”的高边坡变形稳定性评价及预测 50
2.6基于变形理论的高边坡稳定性“过程控制” 54
2.6.1高边坡变形控制及灾害防治的地质工程原理 54
2.6.2高边坡变形及其“过程控制”的技术实现 57
2.6.3高边坡变形控制的经验原则 58
第3章 高边坡区域动力环境条件研究 60
3.1引言 60
3.2中国西南地区地壳结构特征 61
3.2.1青藏高原隆升对西南地区的影响分析 61
3.2.2中国西南地区构造分区及构造格架 62
3.3中国西南地区形变-应力场特征及高地应力分布 85
3.3.1中国西南地区形变场特征 85
3.3.2中国西南地区应力场特征 97
3.3.3中国西南地区高地应力的形成机理及分布特征 107
3.4河谷高边坡应力场条件研究 120
3.4.1河谷演化与青藏构造隆升的关系 121
3.4.2河谷应力场特征及其发育的基本规律 125
3.4.3典型河谷演化与谷坡地应力场特征 128
第4章 高边坡工程地质调查方法 131
4.1引言 131
4.1.1工程地质测绘 131
4.1.2边坡结构及岩体结构调查 131
4.1.3变形破坏现象调查 132
4.2高边坡工程地质测绘及编图 132
4.2.1高边坡工程地质测绘 132
4.2.2高边坡开挖面地质展示图编绘 134
4.3结构面分级及描述体系 140
4.3.1结构面工程地质分级 140
4.3.2结构面描述体系 141
4.4边坡结构调查技术与方法 147
4.4.1边坡结构调查 147
4.4.2结构面调查 148
4.4.3岩体结构调查 153
4.5高边坡变形破坏现象调查 162
4.5.1边坡变形破坏现象分类 162
4.5.2边界条件确定 163
4.5.3变形迹象调查 164
4.5.4破坏现象调查 164
4.6非接触测量方法在高边坡工程地质调查中的应用 165
4.6.1三维地质信息的识别及提取 165
4.6.2结构面参数测量 168
4.6.3玛尔挡水电站下坝址右岸高边坡应用实例 173
4.7高边坡工程地质调查资料整理分析 180
4.7.1原始资料的录入 180
4.7.2原始资料存档 181
4.7.3岩体结构统计分析 181
第5章 高边坡岩体结构特征研究 188
5.1岩体结构成因分析 189
5.1.1岩体结构的原生建造 189
5.1.2岩体结构的构造改造 195
5.2岩体结构表生改造 202
5.2.1边坡卸荷带的形成及分布规律 203
5.2.2缓倾角结构面表生改造机制分析 213
5.3基体结构面统计分析 216
5.3.1基体结构面迹长研究 217
5.3.2基体结构面连通率研究 232
第6章 卸荷条件下高边坡岩体力学特性研究 241
6.1引言 241
6.2卸荷条件下三峡花岗岩的变形与破坏的三轴卸荷试验 242
6.2.1试验方案设计 242
6.2.2变形特征 244
6.2.3参数变化规律 249
6.2.4破裂特征及演化机制 253
6.2.5 CWFS模型 255
6.3不同卸荷速率下锦屏大理岩的变形与破坏的三轴卸荷试验 256
6.3.1试验方案 256
6.3.2卸荷速率对岩石变形的影响 257
6.3.3卸荷速率对卸荷过程中变形参数的影响 261
6.3.4卸荷速率对岩石强度的影响 265
6.3.5卸荷速率对岩石破裂特征的影响 266
6.4卸荷条件下裂隙岩体的变形与破坏的物理模型试验 268
6.4.1试验材料及方案 268
6.4.2卸荷条件下裂隙岩体强度特征 271
6.4.3卸荷条件下裂隙岩体变形特征 272
6.4.4卸荷条件下裂隙岩体的破坏形态及其演化机制 273
6.5卸荷条件下岩体的本构模型及断裂力学机制 278
6.5.1卸荷条件下岩体的本构模型 278
6.5.2卸荷条件下岩体裂隙动态扩展的断裂力学机制 282
第7章 天然高边坡变形破坏机理研究 287
7.1高应力环境下近水平岩层高边坡时效变形机理分析 287
7.1.1概述 287
7.1.2高边坡工程地质条件概况 288
7.1.3高边坡变形破裂现象及组合模式研究 290
7.1.4高边坡变形破坏机制数值模拟研究 301
7.1.5边坡变形破坏机制及其工程环境效应评价 308
7.2顺倾向岩质高边坡时效变形机理及工程环境效应评价 310
7.2.1概述 310
7.2.2边坡地质概况 310
7.2.3边坡典型时效变形特征及模式机理分析 312
7.2.4顺倾边坡的工程适宜性评价 317
7.3复杂反倾向岩体边坡时效变形机理及工程适宜性评价 324
7.3.1概述 324
7.3.2高边坡工程地质条件概述 325
7.3.3深裂缝成因类型及发育特征 327
7.3.4深部裂缝发育特征及形成机理 343
7.4坚硬块状岩体高边坡时效变形机制及工程适宜性评价 354
7.4.1概述 354
7.4.2阶梯状蠕滑-拉裂滑移模式分析 354
7.4.3滑移-拉裂-剪断型边坡时效变形机理及工程适宜性分析 365
7.5含中部锁固段高边坡时效变形机理及运动过程研究 378
7.5.1概述 378
7.5.2高边坡变形及失稳过程实录 379
7.5.3滑坡-泥石流发育的基本特征 380
7.5.4滑源区岩体结构特征研究 386
7.5.5角砾岩的成因研究 392
7.5.6滑坡形成机制的“概念模拟”建立 397
7.5.7滑坡全过程模拟的数值模拟研究 398
7.5.8主要结论 407
第8章 大规模开挖条件下高边坡变形破裂响应研究 408
8.1引言 408
8.2工程实例分析 409
8.2.1三峡永久船闸高边坡开挖 409
8.2.2葛洲坝水电站基坑开挖（沿水平层面变形的典型实例） 411
8.2.3五强溪水电站左岸船闸工程边坡 412
8.2.4美国俄亥坝的静水池基坑 414
8.2.5澜沧江漫湾水电站坝肩边坡开挖 415
8.2.6铜街子水电站坝基基坑的开挖 416
8.2.7小结 417
8.3小湾水电站高边坡开挖工程概况 418
8.3.1右岸边坡开挖概况 420
8.3.2左岸边坡开挖概况 420
8.4右岸边坡开挖变形响应分析 421
8.4.1右岸高位边坡开挖变形响应分析 422
8.4.2进水口边坡开挖变形响应分析 430
8.4.3拱肩槽边坡开挖变形响应分析 435
8.5左岸高边坡开挖变形响应分析 439
8.5.1 4#山梁高位边坡变形响应分析 439
8.5.2左岸拱肩槽边坡变形响应分析 443
8.6高边坡开挖卸荷破裂响应分析 446
8.6.1进水口边坡卸荷现象及模式分析 446
8.6.2拱肩槽边坡卸荷现象及模式分析 450
8.7小结 454
第9章 高边坡变形破坏过程模拟的基本理论和方法 457
9.1引言 457
9.2全过程数值模拟的数学-力学原理 459
9.2.1有限单元法数值模拟的基本概念 459
9.2.2弹塑性非线性问题的有限单元法分析 461
9.2.3黏弹塑性流变问题的有限单元法分析 463
9.2.4损伤力学问题的有限单元法分析 466
9.2.5大变形及运动过程的离散单元法 468
9.2.6斜坡变形过程模拟的快速拉格朗日分析（FLAC） 471
9.3复杂高边坡变形破坏模拟的建模技术 474
9.3.1概述 474
9.3.2复杂FLAC 3 D计算模型的建模方法 476
9.3.3 3DEC计算模型的建模方法及其程序实现 484
第10章 地下水在复杂介质中的流动及边坡水-岩作用过程模拟 492
10.1边坡岩体水-力耦合作用模拟的基本理论 493
10.1.1边坡岩体地下水渗流模型 493
10.1.2边坡岩体水-力耦合模型 498
10.2节理岩体水-岩作用过程的离散单元法模拟 501
10.2.1离散元法在模拟流体流动方面的进展 501
10.2.2节理岩体中流体流动的离散元模拟 502
10.2.3节理岩体边坡分析 505
10.3孔隙-裂隙双重介质水-岩耦合作用数值模拟 507
10.3.1岩体渗透特性描述 507
10.3.2边坡岩体渗流场研究 511
10.3.3渗流场剧烈变化条件边坡的水-力耦合作用的数值模拟 516
10.4小湾坝肩工程高边坡渗流场模拟 526
10.4.1概述 526
10.4.2工程边坡地质条件 527
10.4.3水文地质条件 529
10.4.4高边坡地下水渗流三维数值模拟 531
第11章 边坡动力过程模拟 569
11.1引言 569
11.2边坡动力过程模拟的离散单元法 570
11.2.1动力运动方程 570
11.2.2块体的变形模拟 572
11.3高边坡动力响应特征的数值模拟 573
11.3.1动力离散元模拟的基本程序 573
11.3.2关于地震波的选取和边界条件设置 575
11.3.3坡形的动力响应特征分析 576
11.3.4强震条件下陡倾层状高边坡的动力响应特征 579
11.4强震条件下斜坡破裂扩展模式研究 582
11.4.1破裂扩展模拟与断裂力学分析 582
11.4.2不同动力环境下破裂扩展的优势方向 583
11.4.3地震工况下斜坡破裂面的延伸形态 587
11.5高边坡动力响应的物理试验研究 588
11.5.1试验设计 588
11.5.2边坡动力响应特征分析 593
11.5.3模型边坡对不同频率振动的响应特征 597
11.5.4模型边坡变形破坏过程及失稳机制分析 600
第12章 支护结构与岩土体相互作用原理与高边坡变形控制 605
12.1引言 605
12.2大型边坡支护措施适宜性分析 606
12.2.1削方减载及压脚 606
12.2.2排水 606
12.2.3锚固工程 607
12.2.4抗滑桩 607
12.2.5锚拉桩 607
12.2.6桩板墙 608
12.3预应力锚索加固边坡的机理及其支护效应分析 608
12.3.1锚墩单墩与锚墩-地梁组合结构的锚固传力特性数值分析 609
12.3.2框架预应力锚索加固效应分析 614
12.4锚索抗滑桩设计的基本理论和支护效应分析 621
12.4.1概述 621
12.4.2初始预应力产生的主动支护效果及初始内力计算 622
12.4.3正常工作状态的锚索桩计算 631
12.4.4小结 637
12.5抗滑桩支护效应有限元模拟分析 637
12.5.1理论研究现状 638
12.5.2桩土作用机理有限元分析理论简介 638
12.5.3桩与岩土体相互作用分析 639
12.5.4小结 643
参考文献 644