摘要:随着我国社会经济建设的不断加快,各地区基础设施建设与日俱进,由此也就带来了人和自然的不协调问题。而在一些山区,边坡失稳已经严重影响到当地的社会经济发展,甚至威胁到沿线群众的生命健康安全。介于此,我国的边坡地址勘察工作也就愈发重要。用更为科学合理的地质勘察对边坡进行合理勘查,最大限度的降低各类边坡失稳灾害。本文对边坡治理工程的地质勘察进行分析,阐述了地质勘察手段。
关键词:边坡;地质勘察;手段
1边坡论述
1.1边坡松弛张裂
松弛张裂,是边坡侧向应力削弱后,由于卸荷回弹而在斜坡上出现张裂的现象。随着河谷的进一步发展,则卸荷裂隙向深部发展,还可以产生与坡面大角度相交或近于垂直的剪切裂隙,卸荷裂隙由坡面向深部有时呈多层发育,在边坡形成松弛张裂――卸荷裂隙带。
蠕动变形,是斜坡岩体在重力作用下向临空方向发生长期缓慢的塑性变形的现象,有表层蠕动和深层蠕动两种类型。表层蠕动主要表现为斜面岩石的弯曲变形,多是从下部未经变动的部分向上逐渐连续向临空方向弯曲,甚至倒转、破裂、倾倒。表层蠕动多发生在陡倾层状岩层或陡倾结构面发育的岩体中,层面或结构面走向与斜坡面走向平行或交角很小。一般反坡向倾斜或倾角大于60°者更易发生。深层蠕动,是由于坚硬岩层组成的边坡底部存在较厚的软弱岩层时,由软弱岩层发生塑性流动而引起的长期缓慢的边坡蠕动变形。
滑坡,是指边坡一部分岩体以一定加速度沿某一滑动面发生剪切滑动的现象。滑动面可以是受剪应力最大的贯通性剪切破坏面或带,也可以是岩体中已有的软弱结构面。按滑动面的形态,可划分为圆弧形滑面和平面两种类型。
1.2治理原则
以防为主,治理为辅。把防灾贯穿工程建设各环节,在工程规划选址、设计、施工各阶段均应注重防灾减灾。例如灾害预测及危险性评估正体现了这一原则。消除和减轻地表水和地下水的危害。在水利水电工程中,水的作用,往往是导致边坡变形破坏的主要因素。为防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。截、排水沟如修在岩坡上,沟底裂隙应用灰浆沟缝;如修在覆盖层上,应用浆砌片石铺砌,以防水流下渗。岩质边坡面可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土;边坡人工加固。修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑制程工程;预应力锚杆或锚索;固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;锚固洞、抗滑键以提高边坡岩体强度;用预裂爆破、减震爆破等控制爆破技术防止岩土体强度的削弱。
2边坡治理工程的地质勘察手段
2.1边坡治理工程的地质测绘和调查
边坡勘察应先进行地质测绘和调查,应查明边坡的形态、坡角、结构面产状和性质等,工程地质测绘和调查范围应该包括可能对边坡稳定有影响及受边坡影响的所有地段。特别是挖方边坡的坡顶存在重要建筑物或存在滑坡,虽然距离坡顶超过了2倍边坡高度,调查范围必须包含坡顶重要建筑物和滑坡。必须收集建筑物的结构形式、基础形式、埋深等,以及滑坡的边界、规模及形态特征等。若勘察技术人员现场不调查清楚,没有收集到资料,边坡开挖过程极易出现边坡失稳安全事故。
2.2边坡工程勘察方法
边坡工程勘察应采用钻探、坑(井)探、洞探和探槽等方法,位于岩溶发育的边坡可辅以物探。井探能直接观察地质情况和水文地质情况,在大型边坡勘察及滑坡中较常用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不过井探成本高,进度慢。但是对于变形的边坡,采用井探能直接揭露滑面(软弱结构面),可进行现场大剪。边坡勘探线应以垂直边坡走向或平行主滑方向布置为主,在拟设置支挡结构的位置应布置平行和垂直的勘探线。成图比例尺应大于或等于1:500,剖面的纵横比例应相同。边坡勘察点的深度应进入最下层潜在滑面2.0~5.0m,但是支挡位置上的控制孔深度应该根据选择的支护结构形式确定,对于重力式挡墙、扶壁式挡墙和锚杆挡墙可进入持力层2.0~5.0m,对于悬臂桩进入嵌固段的深度宜为悬臂长度的1/2~2/3。
2.3现场原位测试
现场直接剪切试验是边坡勘察中获取岩土体本身、岩土体沿软弱结构面和岩土体和其他材料接触面抗剪强度指标的一种常用方法。现场直接剪切试验可在试洞、试坑、探槽、探井或大口径钻孔内进行。当剪切面水平或近于水平时,可采用平推法或斜推法;当剪切面较陡时,可采用楔形体法。同一组试验体的岩性应基本相同,受力状态应与岩土体在工程中的实际受力状态相近。现场直接剪切试验每组岩土体不宜少于5个,每组土体不宜少于3个。开挖试坑时应避免对试体的扰动和含水量的显著变化。抗剪强度参数的确定:1)图解法。2)最小二乘法。当然还有很多确定抗剪强度的原位测试,如十字板剪切试验、旁压试验、标准贯入试验和静力触探等。现场直接剪切试验是确定结构面抗剪强度的一种有效手段,但是,由于受现场试验条件限制,试验费用较高、试验时间较长等影响,在勘察是难以普遍采用。而且,试验点的抗剪强度与整个结构面的抗剪强度可能会存在较大的偏差,这种“一点代面”可能与实际不符。此外,结构面的抗剪强度还受施工期和运行期各种因素的影响。但是当试验条件具备时,一级边坡宜进行现场剪切试验。
2.4边坡岩土体力学参数取值
对于边坡的稳定性评价和边坡支护设计来说,边坡岩土体力学参数的可靠性起到较重要的指导作用,直接关系到边坡支护工程的成败。若确定的计算参数过高,就容易造成边坡失稳事故;若确定的计算参数过低,就会增加工程治理的成本。常被应用的参数有重度、抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、变形强度等。边坡岩土体力学参数取值主要是根据相关规定查表,结合试验成果和地区经验取值。准确确定结构面的抗剪强度指标是十分困难的,需要综合试验成果、地区经验,并考虑施工期和运行期各种因素影响,才能合理取值。
2.5边坡稳定性评价
边坡稳定性评价之前,应根据岩土工程地质条件对边坡的可能破碎方式及相应破坏方向、破坏范围、影响范围等作出判定。判断边坡的可能破坏方式时应同时考虑到受岩土体强度控制的破坏和受结构面控制的破坏。边坡稳定性评价分为定性评价和定量评价。定性分析是通过工程地质勘察,对影响边坡稳定性的各种因素、可能的变形破坏模式及失稳的力学机制的分析和对已变形地质体的成因及其演化史进行分析,评价边坡的稳定情况及其发展趋势的定性的说明和解释。定性分析方法有:1)图解法,如赤平投影图分析。2)工程类比法。3)自然历史分析法。定量分析方法有:1)极限平衡法。2)数据分析法,当边坡破坏机制复杂时采用。进行定量分析必须注意:对存在地下水渗流作用的边坡,稳定性分析应考虑地下水的作用。对存在多个滑动面的边坡,应分别对可能的滑动面组合进行稳定性计算分析,并取最小稳定性系数作为边坡稳定性系数。对多级滑动面的边坡,应分别对各级滑动面进行稳定性计算分析。
3结语
边坡问题对于我国的社会经济建设有着非常大的危害,严重困扰着地质勘查的发展。为此,我们需要在进行边坡治理的过程中,综合各类地质勘察手段合理勘查,争取将边坡失稳所带来的各类灾害降低最低,以此来更好的保障我国人民生命财产安全。
参考文献:
[1]姜晨光,贺勇.GPS-RTK露天矿边坡监测系统的研究[J].仪器仪表学报,2003(2).
[2]宋光明,史秀志,陈寿如.露天矿边坡爆破振动破坏判据新方法及其应用[J].中南工业大学学报(自然科学版),2000(6).
[3]任高峰,张世雄.深凹露天矿边坡空间形状优化设计[J].采矿与安全工程学报,2006(4).
论文作者:刘昕
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/26
标签:岩土论文; 强度论文; 结构论文; 稳定性论文; 地质论文; 滑坡论文; 裂隙论文; 《基层建设》2017年第33期论文;