摘要:随着我国建设事业的发展,在国家基础设施建设中会遇到各种各样的斜坡工程,为了确保工程的安全,尤其山区的工程项目,地质勘察显得尤为重要,其中对斜坡进行勘察更是意义重大。本文首先简单阐述斜坡勘察的重点,接着分析斜坡勘察方法,评价斜坡的稳定性,最后探讨斜坡处治的具体措施。
关键词:地质勘察;岩土;斜坡;稳定性
1 山体斜坡勘察概述
山体斜坡的稳定性关系到工程项目的安全,斜坡勘察的目的在于通过勘察获得山体斜坡的地形、地质条件和岩土体物理力学参数,通过宏观定性评价和定量评价,确定山体斜坡的总体稳定性,旨在有效的预防和治理斜坡提供科学的依据。根据工程实践经验,影响山体斜坡的稳定性的因素主要来自于其自身的坡体结构和外部其他因素的影响。通常有以下几个方面:岩土体的抗剪强度、结构面的特征、地下水、大气降水、工程爆破振动、地震等。实践中发现,对于不同的岩体类型,其整体强度与稳定性也各有差异。
(1)单一岩土类型的斜坡,影响该类斜坡稳定性的因素主要源于岩土体临空面坡度和抗剪强度;
(2)结构面发育硬质岩体类型的斜坡,影响该类斜坡整体强度和稳定性的因素主要源于结构面的形态和抗剪强度;
(3)极软或风化程度较高又或破碎的均质岩体类型的斜坡,此类岩体的整体强度一般很低,类似于均质松散土体。
总体而言,除了岩土体的成分外,分割岩土体结构面的形态、抗剪强度和斜坡坡面的组合关系等都对斜坡的稳定性影响较大。斜坡勘察工作必须突出重点,应该选择有效的勘察方法,重点勘察斜坡的坡体结构及抗剪强度等物理力学参数,通过细致地勘察得到对坡体的稳定程度起决定性作用的优势结构面或软弱层,对勘察结果的数据和参数进行系统性的分析,预测并评价在各种工况作用下斜坡工程出现失稳变形的趋势和破坏的危害程度。相关统计资料显示,大气降水和地下水是影响山体斜坡岩土工程性质和稳定性最为重要的两个因素。
2 斜坡勘察方法
山体斜坡勘察的目的是查明山区斜坡的地形条件和地层、坡体结构、地质构造、地下水、新构造活动和地震等地质条件,斜坡勘察的方法必须要满足勘察深度和分析评价的要求。为了能保证勘察精度要求,在实际的勘察过程中,地面调查和调绘是最重要、最基础的工作。如果地面露头条件比较好,运用地面调查和调绘方法得出大致初步判断后,再运用勘探的手段进行验证及补充,就可以达到勘查的目的;如果地面露头条件不好,则要布置一定数量的槽探或坑探进行揭露。获取岩土体物理力学参数的方法,除了凭借工程经验取定和反算的方法,通常还有如下几种方法。
2.1现场原位试验
现场原位测试采用的通常是原位剪切试验,要求试验点的选取一定要具有代表性,且必须能够符合坡体的实际受力情况。
2.2室内试验
对抗剪强度的室内试验存在着两种方法:直剪试验和三轴试验。从两者的试验原理可知,直剪试验方法简单容易操作,但试验条件对实际的模拟程度低,试验的准确度相比后者要低一些;三轴试验操作上要比前者繁琐些,却能够较为准确地对岩土实际的受力条件进行模拟。不论是前者还是后者,由于都存在着“室内”的局限性,与现场原位试验相比,室内试验其代表性试验成果通常只是作为分析和计算参考。
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在具体的工程勘察中,无论采用哪种方法,为准确反映斜坡稳定性都必须结合山体坡体的实际状况,考虑不同工况下的抗剪强度指标,并将其作为重要参数对可能出现的工况进行计算,有针对性进行稳定分析和评价。统计资料显示,对于大型和超大型的斜坡工程,除了测试抗剪强度指标外,还需要进行岩体应力测试、动力测试、孔隙水压力测试和模型试验等,模型试验模拟重力相似条件是整个勘察测试中难度最大的一个环节。
3 斜坡稳定性评价
斜坡稳定性评价是勘察工作的重要内容,斜坡稳定性分析评价的过程通常是先定性评价,在此基础上再通过更为精确的定量计算进行定量评价。工程实际中,一旦出现定量分析的结果与定性分析的判断出现明显的矛盾时,则要复核选用的计模模型、计算分析方法和选取的计算参数的合理性,确保方法正确的基础上,重新分析和计算。下面就定性分析和定量分析进行简要的说明。
3.1定性分析
斜坡稳定性的定性分析能够较为科学地对斜坡稳定性的各种影响因素作出综合的评价,较为快速地分析出山体斜坡的稳定状况及以后的发展趋势。在具体的工程实践中,通常选用工程地质类比法和赤平极射投影法进行定性分析。工程地质类比法是斜坡稳定性分析评价的基础性方法,主要是依据工程经验和工程地质学分析方法,从自然条件、坡体介质、结构、作用因素等进行对比分析,进行斜坡破坏类型及稳定性状态的定性判断。赤平极射投影法是岩质边坡稳定性分析中的一个重要方法,该方法既可以确定斜坡上的结构面和边坡临空面的空间组合关系,确定斜坡上可能不稳定楔形结构面的几何形态、规模大小,以及它们的空间位置和分布,也可确定不稳定结构体的可能变形位移方向,直观、初步作出边坡稳定性状态的定性评价。
3.2稳定性定量分析
对斜坡稳定性进行了定性分析评价后,应据此结合勘察所确定的主要斜坡地质剖面,选取合理的物理力学参数和计算方法,计算出斜坡在不同工况下的稳定系数,根据稳定系数定量的判断斜坡的稳定性。在实践中,圆弧滑动的简化毕肖普法和折线滑动的传递系数法(隐式解和显示解)是最为常用。
4 斜坡处治措施
斜坡处治工程措施应该结合影响坡体稳定的主要因素,采取合理的工程措施,提高坡体的稳定性,消除或减轻其可能造成的危害,保障人民生命财产安全、重要设施和工程安全。从工程实践应用的斜坡治理措施成功经验来看,具体处治措施主要有地表和地下截排水、削坡减载和填土压脚、支挡加固等。在确定具体的处治工程方案前,必须结合斜坡失稳变形的模式、引发坡体失稳变形主要的因素,确定变形范围和作用力的大小、破坏模式以及变形的类型进行方案的比选和经济性论证,确保选择处治工程措施具有可靠性和经济性。考虑到对斜坡稳定的影响因素通常存在着一定程度的不确定性,通常是从确定斜坡的稳定系数与抗剪强度参数之间的变化关系,找到影响坡体稳定性最敏感的因素,以此作为斜坡稳定的控制性因素,科学地实施斜坡处治工程设计和选择合理的处治方案。
结束语
总而言之,对于山区工程项目,地质勘察是核心环节。随着国家建设事业的蓬勃发展,山区的工程项目越来越多,修建大型工程也很多,而对于山区的地质勘察,从山区的地质特点来看,山体斜坡勘察更是重中之重。
参考文献
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[4]郑颖人,陈祖煜、王先恭,凌天清.边坡与滑坡工程治理.人民交通出版社,2007.
论文作者:朱君,王小亮
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/10/31
标签:斜坡论文; 稳定性论文; 工程论文; 山体论文; 评价论文; 岩土论文; 方法论文; 《基层建设》2017年第21期论文;