巖土組合邊坡穩(wěn)定性分析

韓利輝

（華北有色工程勘察院有限公司　河北　石家莊　050021）

巖土組合邊坡穩(wěn)定性分析

韓利輝

（華北有色工程勘察院有限公司河北石家莊050021）

根據(jù)坡體的組成成分，可以將邊坡分為土質(zhì)邊坡、巖質(zhì)邊坡和巖土組合邊坡，生活中所謂的巖土組合邊坡是由土質(zhì)邊坡構(gòu)成上部，巖質(zhì)邊坡構(gòu)成下部，上部的土質(zhì)邊坡和下部的巖質(zhì)邊坡決定了巖土組合邊坡的穩(wěn)定性。上部土層和強風(fēng)化層采用圓弧滑動法進行分析，影響巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的重要因素包括巖層傾角、邊坡傾角、粘聚力和內(nèi)摩擦角。順層巖質(zhì)邊坡容易發(fā)生失去穩(wěn)定性的破壞，而逆層邊坡一般比較穩(wěn)定。赤平投影法應(yīng)用于分析巖質(zhì)邊坡。根據(jù)以上因素的簡單論述討論了巖土組合邊坡的穩(wěn)定性。本文中以巖質(zhì)邊坡中的曾質(zhì)邊坡舉例。

土質(zhì)邊坡；巖質(zhì)邊坡；巖土混合邊坡；穩(wěn)定性分析

前言

在工程中常見的上部由土和巖石全風(fēng)化層組成、下部由巖石組成的邊坡的就是巖土混合邊坡。巖土組合邊坡具有不止一種的破壞模式，不僅需要考慮上部土層發(fā)生滑動的可能性，而且也要將巖體沿結(jié)構(gòu)面發(fā)生滑動的可能性進行分析，這都將影響其穩(wěn)定性。從而這類邊坡在一定程度上具有更大的復(fù)雜性，在某些方面，如對巖土組合邊坡失穩(wěn)破壞機制、巖土體力學(xué)參數(shù)、穩(wěn)定性評價方法的理解都只停留在表面的認(rèn)知，缺乏深入的理解，導(dǎo)致研究成果過少，因此，對巖土組合邊坡問題所展開的深入研究有著極其重要的作用。

為了對此類巖土組合邊坡進行合理、準(zhǔn)確的穩(wěn)定性計算與評價，首先必須對邊坡的結(jié)構(gòu)特征、破壞模式、影響因素和破壞機制進行分析。巖土組合邊坡因為具有獨特的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特征，在邊坡破壞模式、破壞機制、穩(wěn)定性分析評價等方面都有其自身的特征，邊坡上覆土質(zhì)邊坡和下伏巖質(zhì)邊坡不僅相互獨立，而且相互關(guān)聯(lián)。但是，現(xiàn)在對這類邊坡的研究成果和有效資料極為匱乏，總而言之，展開對巖土組合邊坡的研究十分必要和緊迫。

1　邊坡的基本介紹及其穩(wěn)定性

1.1巖質(zhì)邊坡的基本介紹及其穩(wěn)定性

1.1.1巖質(zhì)邊坡的概述

生話中比較常見的邊坡中包含巖質(zhì)邊坡，巖質(zhì)邊坡說的是指主要發(fā)育一組優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面的邊坡類型，由邊坡的結(jié)構(gòu)與坡面的相互作用關(guān)系將層狀巖質(zhì)邊坡進行劃分，可簡單分為：水平層狀巖質(zhì)邊坡，順傾向?qū)訝顜r質(zhì)邊坡和反傾向?qū)訝顜r質(zhì)邊坡三類。三種不同的層狀巖質(zhì)邊坡各有其不同的特征和結(jié)構(gòu)。

1.1.2巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性

（1）水平層狀巖質(zhì)邊坡從整體出發(fā)較為穩(wěn)定，其穩(wěn)定性是與坡高和坡角成反比例的，即隨坡高與坡角的增大而減少。坡面和坡腳能導(dǎo)致其坡頂變形破壞，坡腳在很大程度上是穩(wěn)定的，但在坡高和坡角很大時，特例情況通常就會發(fā)生，即坡腳產(chǎn)生變形破壞，坡腳的失穩(wěn)是一種壓減性質(zhì)。

（2）順傾向?qū)訝顜r質(zhì)邊坡會因自重而引起順層滑移力作用，巖層走向、夾角大小、坡角和巖層傾角組合關(guān)系都將影響到其穩(wěn)定性。主要有三種破壞形式：①針對高邊坡，容易產(chǎn)生傾倒坍塌；②在巖層傾角小于邊坡傾角時，以剪切滑動為主；③在巖層傾角大于或等于邊坡傾角時，以潰屈破壞為主。

（3）巖體自重力作用影響反傾向?qū)訝顜r質(zhì)邊坡，坡角與巖層傾角組合、巖層厚度、層間結(jié)合能力及反傾結(jié)構(gòu)面發(fā)育與否將決定其穩(wěn)定性。邊坡會在巖層傾角較小時保持穩(wěn)定，但其穩(wěn)定性與坡角、坡高無顯而易見的關(guān)系。在巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)與土質(zhì)邊坡失穩(wěn)的主要區(qū)別中了解到土坡中可能不能輕易發(fā)現(xiàn)滑動面位置，但在巖質(zhì)邊坡中恰恰相反，滑動面較為明顯，不需要通過大量的試算來確定。

圖1　

1.2土質(zhì)邊坡的基本介紹及其穩(wěn)定性

1.2.1土質(zhì)邊坡的概述

具有傾斜表面的土體且構(gòu)成邊坡的主體為土類物質(zhì)的即為土質(zhì)邊坡。根據(jù)形成因素可將土質(zhì)邊坡分為天然土坡和人工土坡兩類：如山坡、江河的岸坡是由于地質(zhì)作用自然形成的土坡是天然土坡；如基坑、渠道、土坡、路堤等經(jīng)過人工開挖，填土工程建造物的邊坡，通常稱為人工土坡。另一種根據(jù)土類物質(zhì)的均勻性程度的不同，將其分為均質(zhì)土邊坡和類土質(zhì)邊坡。

圖2　

1.2.2土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性

在土體自重及外力作用下，坡體內(nèi)在土體自重及外力作用下，坡體內(nèi)將產(chǎn)生切應(yīng)力，當(dāng)切應(yīng)力大于土的抗剪強度時，即產(chǎn)生剪切破壞，如靠坡面處剪切破壞的面積很大，則將產(chǎn)生一部分土體相對于另一部分土體滑動的現(xiàn)象，成為滑坡或塌方即邊坡失穩(wěn)。均質(zhì)土邊坡的穩(wěn)定的特征為土體強度和破率，而類提質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性特征為土體強度和沉積層面產(chǎn)類土質(zhì)邊坡土、崩滑流堆積物）等構(gòu)成，控制性結(jié)構(gòu)面是狀與坡面的組合關(guān)系。

2　邊坡穩(wěn)定性影響因素

2.1巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的影響因素

巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的受到多種因素的影響，但是筆者將其分為內(nèi)在和外在兩個方面，內(nèi)在就是坡巖土體的性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、巖土體結(jié)構(gòu)、巖體初始應(yīng)力等，外部則是水、的證、風(fēng)化和人工開挖等等狀況。巖土的性質(zhì)也會在一定程度上影響巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性，不同圖紙之間的摩擦力和粘合力度也是不同的，這就導(dǎo)致穩(wěn)定性缺失的情況的發(fā)生。

2.2結(jié)構(gòu)、水體、地震、人為的影響

水是保證邊坡穩(wěn)定的決定性因素。這雨后邊坡的穩(wěn)定性丟失現(xiàn)象發(fā)生的是最多的，可能會導(dǎo)致巖土體的不連續(xù)的發(fā)生。地震在發(fā)生之后對巖質(zhì)邊坡的影響的破壞力是很強，有可能導(dǎo)致新的結(jié)構(gòu)截面產(chǎn)生過，原有體系下的結(jié)構(gòu)很有可能會出現(xiàn)不可修復(fù)的破壞，地下水的結(jié)構(gòu)等等也有因地震的因素而改變，不同震級產(chǎn)生的效果也不同。人的作用不定向的，需要制定相關(guān)的制度來限制人為破壞可能對巖質(zhì)邊坡造成破壞。

3　巖土邊坡破壞模式分析

巖土邊坡的破壞模式主要有楔形破壞、平面滑動破壞、傾倒破壞以及符合破壞模式。楔形破壞是指這類破壞發(fā)生在中厚層狀狀邊坡巖體中，其原因是結(jié)構(gòu)面交線與坡面斜交，進而出現(xiàn)滑動。平面滑動破壞模式是巖體沿著地層軟面發(fā)生的滑動，其破壞機理是因為重力的作用巖土的剪應(yīng)力大于結(jié)構(gòu)面的看見強度而致使順層滑動。傾倒破壞主要發(fā)生在層狀結(jié)構(gòu)的巖土中，其結(jié)構(gòu)特點是巖石層面和邊坡面的走向傾向相反。

巖土組合邊坡有著極其復(fù)雜特殊的性質(zhì)，分析其變形破壞時應(yīng)當(dāng)在研究巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性，然后在分析土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性，組合邊坡因為其特殊性極有可能發(fā)生復(fù)雜的變形破壞模式，例如，土質(zhì)物質(zhì)沿著組合面接觸滑動破壞、以基巖內(nèi)部的軟弱夾層為滑動面發(fā)生滑動等等，通過對巖土組合邊坡破壞模式的分析研究可知，組合邊坡破壞時，土、巖層有著相互的聯(lián)系和獨立性，因此可以得出巖土組合邊坡主要有以下幾種變形破壞模式：上部圖層滑動的破壞模式、上部土層沿著接觸面發(fā)生的滑動模式、邊坡沿基巖結(jié)構(gòu)面破壞模式、上部土層沿巖土接觸面破壞模式。

4　結(jié)束語

巖質(zhì)邊坡的各個組成土層之間是相互獨立但又互聯(lián)聯(lián)系的，因此在對巖質(zhì)邊坡進行考慮的時候，就要結(jié)合這兩個方面進行共同的考慮。巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性受多種因素的制約，在出現(xiàn)問題進行考察時，就要多元化的對問題產(chǎn)生可能的原因進行考慮。加強人力在其中的作用，利用量化準(zhǔn)則等促進工作人員的工作積極性和責(zé)任心，從而提出巖土組合邊坡的穩(wěn)定性。

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2015-10-1