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摘要：崩塌是一种普遍直观的地质灾害现象，尤其岩质边坡的崩塌对工程具有较大影响。本文以四川省雅安市芦山县某公路边坡为例，对崩塌形成机理进行了分析，提出崩塌破坏模式主要为倾倒式、坠落式破坏；形成的主要条件为地形地貌、地层岩性、地质构造、降雨和地震。结合边坡条件、岩体特征，危岩稳定情况及破坏模式，提出勘查区崩塌采用锚固+挂网喷混凝土+拦石墙的综合治理措施。
关键词：崩塌；形成机理；破坏模式；形成条件；治理措施
1 概述
滑坡、泥石流、崩塌为地质灾害的三大主要灾害类型。其中崩塌具有发生急剧、突然，运动快速、猛烈的特点[1]，尤其岩质边坡的崩塌对工程具有较大影响，已成为工程建设中主要工程地质问题之一。
2013年4月20日，四川省雅安市芦山县发生7.0级强烈地震，造成了巨大的人员伤亡和财产经济损失，同时也诱发了大量的次生地质灾害。某公路边坡发生崩塌，坡体形成较多危岩，再次发生崩塌的可能性较大，严重影响下方公路的运营安全。鉴于此，本文在现场调查的基础上对该边坡崩塌形成机理和治理措施进行了研究，可为同类工程勘察治理提供参考。
2 边坡结构特征和破坏模式
2.1 边坡结构特征
勘查区边坡总体地形呈上陡下缓的趋势，上部为陡崖，基岩出露，下部为相对较缓的崩塌堆积体，坡度为35°～50°，紧邻乡村公路。危岩区分布在标高1100～1142m、坡角大于70°的悬坡地段，呈东西向延伸，整个危岩区沿边坡陡崖分布，长约60m，高约10～50m，距坡脚相对高差约50～90m。出露基岩为三叠系须家河组砂岩，中厚层状～厚层状，岩层产状为350°∠26°，构造裂隙、卸荷裂隙较发育。根据崩塌变形及运动特征，崩塌的边界条件、物质组成等将整个危岩区分为2个危岩带，WYD1危岩带、WYD2危岩带，共6个危岩体。危岩体总体积为2853.4m3，如图1，图中W为危岩体，G为危石。
图1 边坡全貌
2.2 岩体结构特征
2.2.1结构面特征
根据结构面的形成条件和成因，将岩体结构面分为原生结构面、构造结构面和次生结构面三类[2]。
原生结构面：即区内岩层面，区内岩层为中层状～厚层状，岩层产状350°∠26°，为反向坡。岩层一般闭合，胶结良好，无充填。
构造结构面：区内主要发育2组裂隙，①组产状为130～140°∠60～70°，一般与坡面近垂直，延伸长度0.4～0.5m，多被层面裂隙截断，节理面较平直，节理面间距0.2～0.3m，张开度一般为2～3cm，局部充填岩屑；②组产状为210～220°∠70～80°，与坡面斜交，延伸长度0.2～0.6m，多被层面裂隙截断，节理面较平直，节理面间距2～3m，张开度一般为3～5cm，局部充填岩屑。
次生结构面：区内为卸荷裂隙，产状为260～270°∠60～70°，可见长度一般0.5～3m，最大可达5m，倾向坡外，节理面较粗糙、起伏不平，局部平直光滑，一般呈张开状，张开度2～100cm，局部岩屑及泥砂充填，卸荷裂隙发育深度一般0.5～4m，发育密度0～1条/m，。（图2及图3）。
图2 层面及卸荷裂隙 图3 裂隙充填泥质
2..2.2 结构体特征
由结构面相互组合形成的岩块，即危岩体，区内危岩体呈块状结构，结构面发育间距一般0.5～1.5m，确定岩体完整程度为较破碎，岩石为中硬岩，危岩带构造及风化卸荷裂隙发育，岩体破碎呈块状，局部呈裂隙块状结构，结构面结合程度差。
2.3 破坏模式
危岩地处高陡基岩斜坡体上，层面裂隙发育，构造结构面及卸荷裂隙发育情况决定了危岩破坏形式。通过对该区裂隙调查及统计分析，勘查区岩层面、构造结构面多平直光滑，局部凹凸不平，层面与裂隙将岩体切割为块状。陡倾坡外的卸荷裂隙结构面多张开，岩层由于受外界条件的影响，在自重产生的弯矩作用下，由前缘开始向临空方向作悬臂弯曲，并逐渐向坡内发展，最终发生沿临空面的倾倒式破坏[3]；此外，斜坡岩体在风化营力作用下风化程度不一，由于风化裂隙的发育程度及填充情况不同，较为破碎的岩体先剥落，易在风化结构面处产生凹腔，使上部岩体失去支撑，随着风化程度的加深，凹腔范围越来越大，上部岩体在重力及卸荷裂隙的作用下易产生坠落式崩塌。
2.4 形成条件
（1）地形地貌
危岩区陡崖高约10m～50m，陡崖作为危岩形成的基本条件之一，一方面促进了裂隙的发展，另一方面高陡的陡崖，加大了危岩崩塌产生的破坏力。
（2）地层岩性
形成危岩的陡崖为砂岩，在“4.20”地震作用下，岩体被分解变得较破碎，在卸荷作用下，下部基座破碎岩体最先崩落，容易形成凹岩腔，促使卸荷裂隙及构造裂隙进一步发展、贯穿，使稳定岩体逐渐变为潜在非稳定岩体，最后突然崩塌破坏。
（3）地质构造
勘查区岩层呈单斜产出，岩层产状350°∠26°，节理裂隙广泛发育，以卸荷裂隙（L3）、南西（L2）、南东（L1）三组裂隙和层面裂隙（L4）最为发育。由三组裂隙与陡崖作极射赤平投影分析（见图4）。
图4 赤平投影图
由赤平投影可知：卸荷裂隙面与陡崖坡向一致，其组合为不利组合，三组结构面将岩体切割成块状，在后期地壳抬升运动作用下，三组结构面在与岩层面处形成薄弱部位，在卸荷应力作用下容易产生崩落，使得坡体下部形成凹岩腔，加剧岩体朝向倾倒式崩塌发展。
（4）降雨
降雨，特别是连续降雨和暴雨，是崩塌的主要诱发因素之一。危岩体裂隙发育，贯通性较好。大气降水，溶解可溶物质，加速裂隙的扩展与贯通，大大降低了岩体物理力学参数。降雨的浸润、水楔、冲刷及动、静水压力促进了岩体结构面的发展，降低了岩体完整性和力学强度，较大强度的降雨（尤其是暴雨）促进了这一地质作用。
（5）地震，在地震力的作用下，岩体中原有裂隙扩展延长，裂隙与层面间岩体切割为不稳定的块体，地震力使岩体更加破碎松散，加之地形较陡易发生崩塌现象。
3 治理措施
勘查区崩塌危岩带斜坡高陡、危害对象紧邻坡脚，且崩落块石体积较大，陡崖下斜坡坡度较陡，被动拦挡条件较差，故治理工程应采用主动治理的思路。
针对WYD1危岩带整体挂主动网喷混凝土防治表层崩落，单个危岩体以锚固为主；针对WYD2危岩区，整体挂主动网喷混凝土防治表层崩落，W6危岩体进行凹腔嵌补；崩塌堆积体坡脚设拦石墙，危石G1-G7进行人工清除。
4 结语
（1）岩质边坡崩塌的破坏模式主要为倾倒式、坠落式破坏。斜坡体上危岩变形破坏主要受节理裂隙控制，层面与裂隙将岩体切割为块状，而陡倾坡外的卸荷裂隙结构面是岩体发生破坏和位移的主控结构面。
（2）陡峻的地形一方面促进了裂隙的发展，另一方面加大了危岩崩塌产生的破坏力，为崩塌的发生提供了条件；较破碎的岩体，易形成凹岩腔，易使稳定岩体逐渐变为潜在非稳定岩体，最后突然崩塌破坏；各种结构面的不利组合为崩塌的产生提供了有利条件，加剧了岩体崩塌的发展；降雨和地震作用为边坡崩塌提供了外在动力。
（3）结合边坡条件、岩体特征，危岩稳定情况及破坏模式，确定该崩塌采用锚固+挂网喷混凝土+拦石墙的综合治理措施。
参考文献：
[1]蒋爵光.铁路工程地质学[M].中国铁道出版社.1991.
[2]蔡美峰.岩石力学与工程[M].科学出版社.2002.
[3]吴琴.岩质边坡崩塌破坏机理及其稳定性分析方法[D].重庆.重庆交通大学，2010.
论文作者:程富强
论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第35期
论文发表时间:2017/3/30
标签：裂隙论文; 结构论文; 陡崖论文; 岩层论文; 节理论文; 产状论文; 崩落论文; 《北方建筑》2016年12月第35期论文;