甘肃地质灾害防治工程勘查设计院 甘肃兰州 730050
摘要:在我国西部山区的工程建设中岩质边坡的地质环境的稳定程度是影响工程建设中的首要质量问题。如果控制和管理不合理就会导致在建设中平衡状态产生偏移使工程稳定度失衡形成地质灾害。岩石边坡的稳定涉及到场地环境的安全,最主要的是涉及到工程进程中工程稳定及施工人员的本身安全。所以针对以上所述,本次对岩质边坡的稳定分析及防治思路进行以下分析。
关键词:岩质边坡 影响因素 破坏模式 防治思路
1.岩石边坡的研究背景
从我国整体的建设规划及国家提倡开发西部的政策指导,各种地下资源开采、公路、隧道、大型桥梁、大型水利水电设施等建设过程中,也遇到了越来越多的困难及自然灾害,其中因自然因素或工程扰动导致岩质滑坡、垮塌等现象越来越多,给国家经济建设和人民生产财产构成威胁。因此,针对岩质边坡的稳定性进行了研究与测评就至关重要。
2.影响岩石边坡稳定因素
影响岩石边坡稳定的因素十分复杂,总体归纳起来可分为两个方面:内在因素和外在因素。其中内在因素主要为地质构造和岩体结构等;外在因素包括:水的作用、地震作用及边坡形态等因素。
2.1内在因素
岩质边坡整体的稳定性主要取决地质构造和岩土结构,这决定了岩体及软弱结构面的抗剪强度,其抗剪强度的高低就材料本身而言,主要取决岩体的结构类型和结构面的组合方式。一些地区岩体岩体为块状~散体~碎裂结构,节理裂隙较为发育,易形成贯通破裂面,其整体稳定性较差。
2.2外在因素
2.2.1水的作用
水的作用包括地下水、地表水及大气降雨入渗等。水对岩质边坡稳定的影响十分显著,坡体的变形失稳多发生在降雨尤其是暴雨后。水对坡体稳定的影响主要包括以下两个方面:(1)水对软岩、极软岩、软弱夹层及复合质材料的细粒(尤其是粘、粉粒)部分有软化、泥化作用,使岩土体和结构面强度显著降低;(2)产生动水压力和静水压力。由于雨水的渗入的影响,地下水位上升,孔隙水压力提高,会降低坡体的抗滑能力,造成坡体变形和破坏。
2.2.2地震作用
地震也是诱发岸坡破坏的重要外在因素之一。地震对岩质边坡稳定性的影响主要表现在坡体内易产生影响危岩体斜坡稳定的附加应力,包括垂直和水平向的不利外力作用。
2.2.3坡体形态
岩质坡体形态主要指坡高、坡角、临空程度等。(1)坡高:一般坡体垂直高差大,随坡高增加,斜坡体内各处的应力值均呈线性增大,坡体稳定程度降低。(2)坡角:随坡角变陡,张力带的范围有所扩大,坡脚应力集中带最大剪应力值也随之增高。坡底的宽度对坡脚的应力状态也有一定影响,坡脚最大剪应力随底宽缩小而急剧增高。最大剪应力的增高将导致岸坡稳定程度的降低。
(3)临空程度:斜坡的临空面越大,变形程度越严重,一方面失去部分阻滑力和空间效应,另一方面岸坡岩土体更易松弛变形,岸坡的稳定程度降低。
3岩质边坡失稳破坏机制分析
岩质边坡根据其破坏方式的不同可分为滑塌式、坠落式和倾倒式三种类型。
3.1滑塌式破坏
基岩体后部存在与边坡倾斜一致的贯通或断续贯通的主控结构面,倾角较缓,剪出部位多数出现在陡崖或斜坡,也可能出现在危岩体基座岩土体中,危岩体沿着主控结构面剪切滑移失稳。滑塌式危岩主要是在荷载作用下主控结构面以压剪破坏。
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3.2坠落式滑坡
基岩体下部受结构面切割脱离母岩,上部及后部与母岩尚未完全脱离。危岩体底部临空,临空的原因或者是由于危岩体下部软岩的快速风化而成岩腔,或者是由于下部先期危岩体崩落后的渐进发育,属于主控结构面剪切滑移失稳。坠落式危岩的破坏机理主要体现在主控结构面的剪切破坏。
3.3倾倒式破坏
基岩体后部存在与边坡坡向一致的陡倾角贯通或断续贯通的主控结构面,危岩体底部局部临空,危岩体重心多数情况下出现在基座临空支点外侧,支点为中风化岩层外缘点,岩体可能围绕支点向临空方向旋转倾倒破坏。倾倒式危岩的破坏机理主要表现为主控结构面在荷载作用下的拉剪破坏。
4.岩质边坡的稳定性分析方法
以上分析了岩质边坡稳定性的影响因素、破坏模式等。边坡到底是否处于稳定阶段,是否需要加固和治理等具体情况还需通过稳定性分析来最终确定。目前,用于岩质边坡稳定性分析的方法较多,主要包括定性分析和定量分析。定性分析主要包括成因历史分析法、图解法、工程类比法、SMR法,定量分析方法主要分为极限平衡法和极限分析法等。不确定分析法大多还在不断研究完善过程中,现在使用较多、比较准确的还是定量分析法中确定分析法,这类方法更具实用性和有效性。
5.岩石边坡的防治思路
我国在处理岩质边坡地形时,常采用的防治思路主要有以下体几种。
5.1紧箍脚
它是指在坡体前端进行支撑处理阻止其变形进一步的发展。进行处理时要设置合理的结构,包括挡墙、抗滑桩等。在坡的脚部最容易出事的范围做加强支护的处理。需要把脚部箍住来抵抗外力作用下而产生的危险发生。
5.2低开口
通过对工程当地的边坡分析根据对应的地质条件作出尽量减少自然压力对坡体影响的措施。合理制定工程施工措施达到安全施工。
5.3强锁头、锁边
对坡头、坡边进行加固支护形成锁头的形态,具体措施由锚杆、锚索等,针对不同的坡体形态进行加固使其稳定。
5.4利疏通
设置良好的排水系统,改善工程地点的水文环境,降低地表水和地下水对坡体影响,从而达到稳固坡体作用。
5.5.生态防治
岩质边坡生态防治技术是一种新型的边坡防治技术,已开始大量使用在公路、铁路、矿山等领域的岩质边坡,常用的施工工艺有液压喷播、OH液植草喷播、土工网植草、厚质基材法、蜂巢式网格植草等,取得了较好环境美化效果。
结束语:
中国的西南西北地区地质、地貌条件复杂,要做好此区域内坡体的工程治理,就需要针对工程范围内的岩质边坡进行详细分析研究。另外,在结构防护为骨架的前提下,生态防护可以达到美化、和谐周边环境的效果,既符合国家倡导的绿色环保的理念,又能创造较好的经济、社会效益。
参考文献
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论文作者:李文东
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/20
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