岩土工程项目边坡稳定性方法及质量控制分析论文_盛承财

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【摘 要】随着社会基础性建设的高速发展,在岩土工程项目的建设中,边坡的不稳定性严重妨碍工程的正常运转。所以,对岩石边坡结构的认识和了解,以及设计合理的操作方案至关重要,通过一系列有效的措施,争取在岩石工程项目中因边坡失稳造成的危害降到最低,达到更好的质量保证。本文讲述了影响边坡稳定性的因素,对岩土工程项目中边坡稳定性方法以及质量控制进行有效地分析。

【关键词】岩土工程;边坡;稳定;质量控制

一、影响边坡稳定性的因素

众所周知,在岩石工程项目的建设过程中,如果边坡不稳定,在施工的过程中会存在很大的风险,怎样有效地避开风险,将伤害降低到最小,因此必须要了解影响边坡稳定性的因素有哪些。而影响边坡稳定性的因素主要分为内部因素和外部因素。

(一)内部因素

1、岩土的结构

岩土边坡的失稳与岩土结构有着很大的关系,岩土结构与地质构造有着千丝万缕的联系,地质构造的发展程度、形状、规模、连续性等影响着岩土结构,岩土的结构面经常会因地质结构的变化造成岩土连续性和强度受到影响,严重影响岩石边坡的稳定性。

2、岩土的类型

不同的岩石,岩土的类型也会不一样,它们所反映出来的性质也是千差万别,每块岩土体,它内部所承载的作用力也会表现出差异,所以对边坡的影响程度也就有所不同。

3、边坡的形态

边坡的整体形态,直接影响边坡的稳定性,坡顶会由于物理性的张力或者应力发生变化时,容易破坏坡顶局部甚至大部分,从而出现裂缝,存在极大的安全隐患。

(二)外部因素

1、水文因素

水是流动性的,水的流动是影响边坡稳定性的关键性因素,我们所熟知的滑坡、泥石流都与水相关,不管是地表水,还是地下水,由于具有流动性,会通过岩土的裂缝,对边坡结构造成影响,从而破坏岩土的强度,致使边坡变形、滑移。所以,分析岩土边坡周围的水文情况,对边坡的稳定性分析至关重要。

2、气候因素

季节的变更,气候的变化,降雨程度、气温变化、湿度大小都会影响岩土边坡的稳定性,不同的气候条件下,岩土边坡发生不同的物理变化,甚至影响到岩土的内部结构,使岩土内部构造或者岩土土质等发生变化,对其边坡的稳定性带来较大的影响。

3、震动因素

岩土边坡的震动主要来自于地质,地震是主要的地质灾害之一,实践证实地震对岩土边坡的影响非常大。在地震的作用下,边坡会出现大的裂缝、结构变化等,对边坡的稳定性造成严重破坏。

二、边坡稳定性的分析方法

在计算机技术快速发展的同时,数学计算方法也在更新,有利于边坡稳定性的分析,以下简要介绍几种分析方法。

整体圆弧滑动法

圆弧滑动法作为极限平衡分析法中的一种,因为黏性岩土的边坡滑动曲线比较接近圆弧,所以在工程计算方法中,常常会把滑动面当成圆弧面来计算。如今采用圆弧滑动法分析边坡的稳定性已经在各国得到广泛运用。岩土的颗粒之间存在很大的粘结力,所以不能以一个小小的单元体来概括整个滑动岩土体的稳定性,其实滑动面与圆柱面相近,如果从平面应力的角度上分析,我们将滑动面以上的岩土当作一个钢体,将其定义为脱离体,在极限平衡的条件下分析作用力,边坡失去稳定性,可以认为是滑动岩土绕圆心转动的结果。

图1为一岩土边坡,假设AC为滑动面,圆心为O,半径为R,如果要保证边坡的稳定性,须满足力矩平衡条件,其安全系数可以定义为滑动面上的最大抗滑力Mf与滑动力矩之比,即

公式中:W表示滑动体质量,V表示滑面的抗剪强度,L表示滑弧长度,d表示岩土重力对滑弧圆心的力臂。

(二)界面元分析法

界面元分析法是通过将岩土边坡的累积单元变形为一个完整的界面,根据采集的各种地质数据将其构建成界面应力模型,使其适用于非均匀、不连续及各向异性等问题的分析。目前,界面元分析法已经发展的非常成熟,研究专家巧妙地将界面元分析法与工程力学原理相结合,能够有效评判岩体的稳定及薄弱部位、危险滑面及抗滑安全系数等。

(三)有限元分析法

有限元分析法可用于处理岩土边坡弹塑性、粘塑性、粘弹塑性等方面的计算,是非常有效的岩土边坡稳定性分析方法之一,其主要特点为:计算结果精确、连续性强等。较之于极限平衡分析法,有限元分析法能有效掌握岩土边坡的变形与破坏机制。

(四)地质分析法

外部因素和内部因素,是影响岩土边坡稳定性的两个因素,地质分析法指的是,将岩土边坡的地质环境、发育规律作为基本点,了解并掌握岩土边坡稳定性的影响因素,从而准确预估岩土边坡的发展态势,对岩土边坡稳定性的控制起到至关重要的作用。

(五)随机分析法

随机分析法是将概率统计理论应用于岩土边坡稳定性的分析当中。影响岩土边坡稳定性的因素多种多样,这些因素表现为一定的随机性,但常见于具有一定概率的随机变量,如岩土边坡的几何尺寸、总体性能、外部荷载等。在实际操作中,技术人员将影响岩土边坡稳定性的因素分解为多个对象,利用数学上的概率统计方法,分析这些因素的概率分布,总结特征参数,最终求出岩土边坡的破坏概率。虽然理论上随机分析法比较科学、合理,但是影响岩土边坡的随机因素较多,如果无法对其进行全面、系统的分析,将很难得出准确的破坏概率[1]。

三、边坡的质量控制分析

建立有效的质量控制体系

1.建立有序的合同评审制度

建立有序的合同评审制度,才能更好地签订岩土工程项目的合同,制定合理有效的相关制度,与客户建立良好的沟通能力,同时对岩土边坡在建设过程中可能出现的安全隐患做好评估,边坡存在的风险包括不合理的设计方案以及地质状况等等。

2.严格按照设计方案实施

根据岩土边坡的详细分析结果,设计出行之有效且风险较低的合理性方案,结合工程建设单位的实际情况,根据设计方案,制定相关制度,严格遵守,以更好地完成岩土工程项目为目的,在有效的时间内,提升工程质量。

3.服从管理,协调统一

由于岩土边坡稳定性存在很多因素,建设单位要制定合理的管理制度,按部就班,服从管理,相互合作,在建设过程中,不能脱离团队,单独行事,为了达到更好的质量,每个人都应该协调统一的工作。

(二)建立有效的监督检查平台

在岩土工程项目的建设过程中,特别是关系到岩土边坡稳定性的因素,边坡存在的风险较高,在工程建设的前期,必须进行有效地地质勘查工作,预测可能存在的安全隐患,让建设单位提前做好相关的安全措施。所有的事宜都要进行严格的监督检查,人员上不能滥竽充数,必须具备专业的知识技术以及熟练的操作能力。然后,我们可以借鉴成功的案例,学习他们成功的地方,取之精华,进行创新和改进,分析在建设过程中岩土边坡的稳定性是否会受到影响,从而降低工程质量,每完成一步,需派相关人员进行细致检查,分析边坡的结构变化,如果发生变化,及时调整设计方案,让工程有效及时地进行下去。另外,对于岩土工程所使用的设备和材料,都要严格把关,做好检查工作,而且需要详细准确地记录工作进程与质量控制情况,使岩土工程项目的质量得到保证[2]。

结语

我国是地质灾害频繁发生的国家,对我国的经济发展带来了严重的影响。岩土边坡的不稳定性灾难作为破坏力极大的地质灾害,本文通过对影响边坡稳定性的因素分析,探讨了相关的稳定性方法,并提出有效地质量控制分析。如今不管是数学技术还是电子计算机技术,只有有机地结合到一起,才能更好地对岩土边坡进行有效地分析,也一定可以保障岩土边坡的安全性。

参考文献:

[1]陈琴.岩土边坡稳定性的影响因素及分析方法[J]. 科技创新与应用,2015,35:250.

[2]宋继国.岩土工程的施工管理及质量控制[J]. 中华建设,2014,05:124-125.

论文作者:盛承财

论文发表刊物:《低碳地产》2016年8月第15期

论文发表时间:2016/11/10

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