淺變質巖變形特征與邊坡支護設計方法研究

■陳龍海 ■中鐵二院工程集團有限責任公司，四川 成都 610031

從某高速公路實際工程設計的角度出發，總結出了高速公路淺變質的邊坡出現滑坡的經驗與教訓，從中提煉出了在實際設計與施工過程中面臨的以及急需要解決的問題以及一些比較重要的科學性問題。通過較為深入的研究，最終形成了一種可以指導公路設計以及工程施工的科學成果，充分解決了實際工程設計過程中存在的盲目性以及工程產生變更量等問題。保證邊坡設計的安全性與可靠性，降低了工程投入成本。具體來講，通過對淺變質巖出現風化的特點、對邊坡的損壞原理以及相關模式的研究分析，并且通過對巖體內部的關系以及理學方面的參數問題實施相應的研究，建立起科學有效的邊坡巖體的力學性質的實施方式，并且對其穩定性實施評估，最終對邊坡支護的設計方式提供出有效的方案。

1 淺變質巖的物理參數和力學特性研究

作為一個完整巖石層，淺變質巖的主要的物理學性質受到其中所含的礦物質的結構以及成分的構成影響，為了對這種影響加以分析，運用X射線的衍射法與電競掃描的方式，對淺變質巖中的礦物質的構成以及結構方面實施有效的研究。淺變質巖具有傳統巖石材料當中不同的力學方面的性質，其中各項異性、可塑性以及非關聯的流動性等是巖石較為常見的特性。

1.1 淺變質巖中的礦物質結構對其本身物理參數的影響

變質巖屬于在地殼中最先形成的一種在溫度壓力作用下的，產生化學性質以及礦物質成分以及結構方面的變化，從而形成的一種新的巖石。淺變質系通常是由沉積巖的泥巖、泥質粉砂巖以及砂巖等各種類型的泥質巖在不同的溫度、壓力以及具備化學活動性質的綜合作用下的區域形成的一種淺變質巖，它也屬于板巖、千枚巖以及變余砂巖的一種副變質巖類型。

風化巖屬于地殼表面的巖石在大氣中、海洋中或者是自然環境中經過長時間的風化作用所產生的長期的聯合性的作用，原巖的組織構造、色澤以及物質成分等都慢慢產生不同程度的差異性，進而形成了巖石。

在其形成的基本過程中，地表或者是接近地表附近的環境條件下，因為溫度的變換、水環境以及大氣環境的作用下，使得原巖內部產生物理和化學方面的結構變化，巖體的表面和結構方面都表現出了從內向外的變化，巖石出現褪色和泥化，內部的解體與分離，巖石大部分都被破壞，局部殘留硬質的巖塊。當風化的層數到達一定的深度之后，巖石就會出現微弱的褪色。

1.2 淺變質巖中的礦物質構成X射線衍射

和巖漿與沉積巖相比，變質巖當中除了含有較為豐富的角閃石以及碳酸類等重點的礦物質之外，經常會出現不含有鐵和鋁和鎂等硅酸鹽等礦物質，復雜的鈣鎂鐵錳等硅酸鹽礦物，鐵鎂鋁等硅酸鹽礦物以及鈣質硅酸鹽等。變質巖的礦物質成分主要決定了原巖當中的成為以及變質的條件，原巖中的成分直接決定了巖石中可能會出現什么樣的礦物質以及組合型礦物質，比如原巖當中的硅質石灰巖等，其中主要的成分是CaCO3與SiO2，經過了變質作用之后可能會出現的是石英。嘉興硅灰石以及灰硅鈣等。

2 邊坡支護的設計方法研究

淺變質巖對邊坡的破壞形式實施了判別，因為其潛在的滑坡需要對應的防治工程，對邊坡的防護其總體來講包含了兩個方面，第一就是實施科學的工程質量，充分防止邊坡災害的出現;第二就是形成邊坡和滑坡工程中的支擋結構，最大程度上降低滑坡崩塌所造成的的經濟損失。

2.1 邊坡的支護和加固技術

經過長期的實驗可以得出，我們已經從中總結出了一套預防與治理滑坡的重要原則和方式，其中包含了:預防為主，徹底消除后患，全面規劃和分期性治理、綜合化治理、科學施工，不斷提升防滑工程中的維修和保養原則，并且成功的治理了多起滑坡事故。

針對不同類型的巖質邊坡的種類以及其對應的破壞形式，應當對其采取不同的治理方式。為了充分的展現出其原則性，穩態的坡型以及在選擇或者補搶方案上必須要嚴格的制定出新建邊坡的穩態或者是被加固的坡體的穩態，并且他們之間要實現相互的協調。

2.2 錨固框架梁建設

錨固框架梁的結構屬于一種復合型的抗滑坡結構，因為結構框架和坡面的接觸面積很大，和框架梁進行連接的錨桿或者是錨索實施深層次的加固效果比較良好，可以使得框架梁的錨固結構不但可以保證深層的固定同時還可以兼顧到千層的滑坡防護。還有就是框架梁的錨固結構可以和綠化防護的實施措施相結合起來，例如框架內部植草，在穩定滑坡的過程中，還可以對周圍的環境起到美化的作用。由于這種框架結構屬于非常有發展潛力的抗滑坡技術，在我國國內已經有了非常廣泛的應用。

3 結束語

通過對淺變質巖變形特征與邊坡支護設計方法的研究和探討，從中可以得知邊坡的支護的設計和高速公路服務的時間跨度相同的工程，它已經成為了當前巖土施工當中非常人們的研究課題這一。為了最大程度上降低這種滑坡事故的產生，需要對邊坡工程實施較為深入的研究，但是因為工程設計部門的工作量比較大，對邊坡的研究過于深入，這就一定會導致設計的效率下降，通過較為深入的研究，最終形成了一種可以指導公路設計以及工程施工的科學成果，充分解決了實際工程設計過程中存在的盲目性以及工程產生變更量等問題。保證邊坡設計的安全性與可靠性，降低了工程投入成本。

［1］許湘華.淺變質巖變形特征與邊坡支護設計方法研究［D］.中南大學，2012.

［2］劉宇東.變質巖復雜變形體穩定性分析與支擋設計方案優化［D］.長安大學，2014.

［3］吳嘉丞.淺變質巖系風化層邊坡破壞模式及其穩定性研究［D］.中南大學，2011.

［4］譚玉強.層狀巖質邊坡穩定性評價理論與支護設計方法研究［D］.貴州大學，2012.