地災治理中巖質高邊坡穩定性及其評價

鄧超

（十堰市建筑設計研究院 湖北十堰 442000）

地災治理中巖質高邊坡穩定性及其評價

鄧超

（十堰市建筑設計研究院 湖北十堰 442000）

我國長期以來因地質災害造成眾多人員傷亡和巨大財產損失，而滑坡和崩塌災害是所有地質災害中最為常見的形式。本文首先簡單介紹了巖質邊坡穩定性分析的一般過程，然后結合具體事例詳細分析計算了巖質高邊坡穩定性，并對其進行了評價，提出了預防處理措施，以期能夠降低發生地質災害的概率。

地災治理；巖質高邊坡；穩定性；評價

引言

我國受地質災害影響比較嚴重。長期以來，我國因為地質災害而造成眾多人員傷亡和巨大財產損失。滑坡和崩塌災害是所有地質災害中最為常見的形式[1]。對巖質邊坡穩定性造成影響的因素是多方面的，總體而言可以分為外在因素和內在因素，其中外在因素指的是人工（作業）活動、風化及構造等地質作用、地下地表水的侵蝕等，內在因素指的是巖石本身的物理力學性質等，在這兩方面因素的綜合作用下導致邊坡出現變形最終引起破壞[3]。因此，對巖質高邊坡穩定性進行分析計算并評價，在此基礎上提出有效措施來預防災害的方法具有重要的現實意義。

1 巖質邊坡穩定性過程分析

通常情況下都是通過以下三個主要步驟來分析評價一個邊坡的穩定性：

（1）結合工程實際地質勘測以及測繪資料，對構造應力及區域穩定性等進行研究，在此基礎上來分析邊坡巖體結構特點。對邊坡穩定性進行判斷并預測邊坡巖體的破壞模式。

（2）綜合考慮邊坡巖體其邊界條件和受力條件等，根據選擇的巖體破壞模式，在室內試驗或者現場勘測的基礎上明確巖石物理力學性質，科學選擇計算參數，在結合一定的計算方法對邊坡穩性實施分析計算，在計算結果的基礎上來分析評價邊坡安全穩定性。

（3）在邊坡穩定計算結果的基礎上，對邊坡巖體的現狀穩定性以及以后可能出現的變形破壞形式進行總結，實現邊坡變形破壞以及發展趨勢的準確預測，尤其應該分析環境因素以及時間因素對于邊坡穩定性的綜合作用。針對那些現狀不穩定的巖質邊坡制定行之有效的工程治理措施以及建議。

2 工程概括

某危巖地處長江三峽巫峽上段北岸坡頂，被認定為大型高位危巖，危巖下方有一個村莊以及長江航道。前些年危巖出現了大量裂縫，主要是卸荷作用引起的構造裂隙加寬。這種情況嚴重威脅到了下面村莊老百姓以及長江航道的安全。由于該危巖威脅到的對象較多，其地質危害程度等級為Ⅰ級。危巖發育于坡頂陡崖位置，危巖陡壁頂高程以及坡腳陡巖底部高層分別在1220～1230m和1137～1147m范圍內，兩者之間的高度差值在70～75m左右，整個分布的厚度平均為30～35m，長度為120m。涉及到的危巖體總體積大概為40×104m3。按照危巖結構面及其變形狀況可以劃分兩大部分，如圖1所示。

圖1 危巖概況

①W1危巖處在西側，形成了一個獨立的石柱。其高度、長度以及寬度分別約為65m、8m以及6m，總的體積大概為3200m3，其平面形態呈現四邊形，其后緣已經和目巖發生隔離；②W2危巖又可以細分為W2-1和W2-2兩部分，其中W2-1表示的是現在還沒有出現滑移的危巖，但是受到了壓力的作用，使得W2-1上面出現了一個楔形體，高度和厚度分別為50m和5～11m，總體積約為4000m3；W2-2部分是已經出現崩塌掉落的巖塊，其高度、長度和厚度分別為70m、80m和10～15m，總的體積約為7×104m3。表1所示為危巖體特征總結。

表1 危巖體特征總結

3 危巖穩定性分析

經過推測認為巖體可能出現的變形破壞模式主要有兩種，分別為危巖出現下挫之后滑移崩塌以及巖體出現整體滑坡。下面主要針對后者進行計算。如圖2所示為計算模型。

圖2 W2整體滑坡計算模型

該危巖其地質災害防治工程等級被認定為Ⅰ級。其中防治工程安全系數F根據巖質滑坡計算時候天然工況（工況一）以及暴雨工況（工況二）分別取1.25和1.20。另外，表2所示為穩定性劃分標準。表3所示為各計算參數。

表2 穩定性劃分標準

表3 穩定性計算過程中用到的參數

按照現有變形狀況來確定已經出現滑移的W2，根據折線滑動法也就是傳遞系數法進行計算，計算剖面采取的是典型剖面8剖面，針對危巖現狀計算內容主要有：W2-2沒有出現滑移變形的時候W2整體穩定性，如果W2-2出現了崩塌滑移之后W2-1的穩定性；驗算了危巖削頂減載之后的狀態穩定性。計算公式如下式所示：

（1）計算危巖現狀：針對W2-2沒有滑移變形的時候W2整體穩定性；如果W2-2發生崩塌滑移之后W2-1的穩定性。

基于傳遞系數法進行計算得到的結果如表4～5所示。

表4 W2整體穩定性計算結果

表5 W2-2發生崩塌滑移之后W2-1的穩定性計算結果

由表4～5的計算結果可以知道，在天然狀態下巖體處于欠穩定狀態，但是如果遇到暴雨情況下則處于欠穩定甚至是不穩定狀態；如果W2-2發生了崩塌滑移則W2-1本身便會出現不穩定問題，這主要是因為W2-2對W2-1起到了一定程度的支撐阻擋效果，一旦W2-2發生崩塌滑移，W2-1失去依靠自然會不穩定。

（2）計算削頂減載之后的穩定性：計算剖面采取的是8剖面，由上文的分析可以知道，在W2-2發生崩塌滑移前后，W2-1的穩定性會受到很大的影響，這說明了W2-2對于W2-1起到了很好的壓腳作用。所以，在計算W2-1削頂減載之后穩定性的時候。

同樣的利用傳遞系數法進行計算，得到的計算結果如表6所示。

表6 削頂減載之后W2-1的穩定性計算結果

通過表6的計算結果可以知道，當W2-1削頂減載之后，如果是一，也就是在自然狀態下，其穩定性系數是1.19，該系數大于安全系數1.05，也就是基本處于穩定狀態；同時在工況二，也就是在暴雨的狀態下，其穩定性系數是1.16，該系數同樣大于安全系數1.05，也基本處于穩定狀態。通過計算結果表明，采用對W2-1削頂減載這樣的治理效果非常顯著，采取這樣的治理措施之后邊坡基本上處于一個相對穩定的狀態，但是還是無法達到絕對穩定的要求，應該采取其它更加有效的措施予以解決。

4 結束語

隨著我國社會經濟增長需求，很多地方為了開發資源嚴重破壞了原有邊坡穩定性或者是工程需要而人造邊坡，導致地質災害頻發，目前社會各界越來越關注邊坡問題[2]。由于巖質高邊坡其穩定性受到多方面因素的綜合影響，因此對其穩定性進行準確計算特別重要，只有在制定預防措施時才有依據可循。本文結合具體事例詳細描述了巖質高邊坡其穩定性計算過程，并提出了處理措施。

[1]賀傳仁.巖質高邊坡穩定性分析及綜合治理的研究[D].中南大學，2013.

[2]韓建國.地災治理中巖質高邊坡的穩定性分析與評價[D].山東大學，2012.

[3]姚環，鄭振，簡文彬，等.公路巖質高邊坡穩定性的綜合評價研究[J].巖土工程學報，2006，28（5）：558～563.

TU457

A

1004-7344（2016）11-0161-02

2016-3-28

鄧超（1979-），男，工程師，碩士研究生，主要從事邊坡治理、基坑支護與地基處理設計工作。