软岩边坡变形破坏机理以及预防措施分析论文_田平军

(湖南省地质矿产勘查开发局四0二队 湖南 长沙 410004)

【摘 要】软岩边坡是构成边坡岩石介质为较为软弱的岩体的斜坡,软岩工程是指塑性大变形工程岩体相关的岩体工程。随着工程建设的进行,出现了较多的软岩问题,软岩变形破坏事常见的颜值边坡工程问题,本文从软岩边坡变形破坏的外在表现进行了研究,对软岩边坡变形破坏的原理进行了探讨,最后提出针对软岩边坡变形的预防措施,希望具有借鉴意义。

【关键词】软岩边坡;变形破坏;机理;预防措施

【中图分类号】TU45 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544(2017)04-0109-02

受软弱夹层控制的软岩边坡如东变形破坏的情况越来越多。高陡边坡岩体如何稳定,边坡围岩体构建筑物变形如何安全,是人们开始日益关注的问题。本文对软岩边坡变形破坏机理和预防措施进行重点分析。

1.软岩的基本特征

软岩是一种多相体,由固体、液体和气体三部分组成,原生矿物是岩石风化的产物,次生矿物是原生矿物一定条件下经过化学作用分解形成的新的矿物,有机质由软岩中动物残骸微生物作用下分解而成,都是软岩的主要成分。软岩吸水性较强,并有水力传导性、可溶性、膨胀性等特点。其力学属性体现在软化临界荷载和软化临界深度两个方面。之所以产生塑性变形,是因为软岩泥质成分和结构面对软岩工程力学进行可控制,具有可塑性、膨胀性、分散性、流变性及崩解性等。由于软岩性质软弱、吸水膨胀以及裂隙发育等,造成软岩抵抗外界环境扰动能力差,对卸荷松动、施工振动以及邻近巷道施工扰动较为敏感,容易吸湿膨胀软化以及暴露风化。变形破坏容易受到软岩固有特性、地质营力、水、地形地貌、人类活动以及地震效应等的综合影响。

2.软岩边坡变形破坏机理

第一,软岩边坡变形破坏的主要表现形式。斜坡分为天然斜坡以及人工斜坡,斜坡的演变会出现变形和破坏,内部应力状态变化,出现应力重新分布和应力集中等效应。边坡变形的主要方式是卸荷回弹和斜坡蠕变两种方式,卸荷回弹是斜坡体内积存的弹性应变能在释放过程中产生的。斜坡蠕变是坡体应力长期作用下的缓慢而持续的变形。斜坡破坏可以分为崩落、倾倒、滑落、泥流及侧向扩离几种情况。

第二,软岩边坡变形破坏地质模型,就块状结构岩体工程地质模型来说分别有断续块体工程地质模型、单一软弱结构面控制的块体工程地质模型、控结构面控制的滑动模型、单平面滑动模型、单平面多块体滑动模型等,就散体结构及碎裂结构岩体工程地质模型来说,分别有散体结构软弱岩体圆弧形滑动、碎裂结构软弱岩体圆弧滑动、碎裂结构追踪裂隙滑动、双结构面组合块体楔形滑动以及多组硬性结构面组合碎块体滑动等几种情况。

第三,软岩边坡变形破坏机理。边坡变形破坏具有规律性,如下图1所示。而影响软岩边坡变形破坏的因素有:首先,岩性和岩石组合、软岩或软弱夹层全方位控制性及特殊岩类的特殊性能的影响,其次,岩体结构和结构面即结构面的地质特性、力学性质、力学效应的影响。再次是地下水和大气降水的作用,即地下水在岩体中的作用、水岩相互作用的敏感性,最后是初始地应力。影响边坡变形破坏的机制和演变主要有蠕滑-拉裂、滑移-压制拉裂、滑移-拉裂、滑移-弯曲、弯曲-拉裂、压缩性倾倒变形、塑流-拉裂、滑移-拉裂-剪断等几种情况。

3.软岩边坡防治工程技术和防治工程实例

3.1 软岩边坡防治工程技术

防治技术有两个方面,第一是对边坡进行加固处理,从而提高边坡的稳定系数;第二是改善边坡地质环境条件,消除影响边坡稳定的因素。技术可以归纳为三点,分别是支挡加固工程、排水措施、植物措施以及综合措施。

第一是软岩边坡防治的支挡和加固措施,边坡变形的主要表现为松动和蠕动甚至滑动,在岩体重力影响下沿着坡内软弱结构面整体滑动。针对大规模滑动目前还没有有效方法,但是针对小规模滑动方法较多。常见的有锚固法(通过预应力锚杆增加结构面应力,使岩体稳定,增加岩体强度)、挡墙法(如浆砌石挡墙用来处理低矮的边坡)、抗滑桩法、土钉墙法、锚杆挡墙法等。除了以上单一的方式外,还有组合工程措施,单一方式不能解决复杂的工程问题,可以将两种或两种以上措施联合应用。

第二是排水措施,斜坡变形破坏中,水发挥了主要作用,因此必须要防止地表水和地下水的破坏活动。采用坡头截水沟、坡面排水构、急流槽以及坡脚排水沟等阻止大气降水在坡面的汇集,并减少地表水下渗等,保持边坡介质的干燥度。对地下水的排出措施主要是渗沟、泄水孔、泄水隧洞等,将低下水排出在边坡体外,减少地下水活动。

第三是植物措施,植物不仅能够固表,还能降低雨水的坡面的冲刷作用。不仅如此还能防止边坡介质的物理风化。除此之外还能美化环境。常见的植物措施有喷播草籽护坡、三维植被网护坡、塑料空心砖植草护坡、六角空心砖植草护坡、肋拱植草护坡、菱形格植草护坡及生态混凝土护坡。另外树枝压条、穴播可沟播草籽、铺草皮也是主要方法。

第四是削坡减载和坡脚反压措施,在坡面或者上部进行削坡减载,在下部反压,将两种措施综合应用效果更好。但是受到地形的关系,反压法通常只是临时性的应急措施,采用削坡减载的方式能够清除坡体的部分岩体,实现减缓坡度和降低边坡荷载的目的,从而增加边坡的稳定系数。

第五是改良边坡岩体性质,可以采用物理化学的方式,例如化学注浆。如果岩体结构碎裂较为松散,可以通过注浆达到岩体胶结效果,提高岩体的整体强度,从而让边坡更加稳定。

3.2 防治工程实例

某小区处于山麓斜坡地带,经常出现滑坡情况,坡度为30度,斜坡上有一平台(果脯厂),平台下方斜坡需要建设公路,公路下方是别墅小区。因为用地紧张,需要开挖斜坡拓出平底,新拓平地和平台地面高差14米,原计划采用挡墙支挡方式,开挖过程中出现滑坡情况,滑坡带表层是坡残积土,厚度小于两米。滑坡治理前,坡脚采用回填反压措施。建设方要求公路需要从滑体上通过,而且垂直开挖确保用地,另外治理后开挖面要顺适平面。因此采用的支挡结构是抗滑桩和锚式桩间档土板。抗滑桩上下布置,挡土板应用锚固筋现浇钢筋混凝土板,边坡地下水采用板后透水填料和板下盲沟排出。使用两年后并无安全事故。

4.总结

软岩边坡容易因为各方面因素影响出现变形破坏的情况。针对软岩边坡变形破坏的情况可以采用支挡和加固、排水措施、植物措施、削坡减载坡脚反压等措施,从而提高边坡的稳定性。

参考文献

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论文作者:田平军

论文发表刊物:《建筑知识》2017年4期

论文发表时间:2017/6/16

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