巖體結構穩定分析原理和方法分析

章梓檀　金晶晶　江雨澤

摘要：近年來，地質工程建設的飛速發展極大地促進了我國交通建筑行業的發展，但是，任何事情都有兩面性，越來越多的地質工程被報道存在質量問題，或者由于地質災害原因，導致了對工程的破壞。在對大量地質工程做出綜合性研究的基礎上，我們發現大多數由于自然災害破壞的工程都位于山坡，山脊或者兩種不同巖石的交界處。這些地方都具有大致相似的特點，那就是工程地基下的巖體結構不穩定。而這種不穩定可以由多種原因導致，其中很大一部分原因就是自然災害，為了更大程度地保障工程的質量問題和使用時間的持久性，對巖體結構穩定的原理分析就顯得十分的重要。

關鍵詞：地質工程；巖體結構；穩定分析；加固措施

中圖分類號：TU452 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2016）06-156-02

前言

一般在地殼表面形成的最原始的巖體是比較穩定的，因為在這種原始巖體內部，其巖層的方向一致，密度比較均勻，并且結構分布也是連續完整的。原始巖體的穩定性一般都能夠滿足基本的地質工程要求，這種巖體也就是巖體研究學上常說的完整巖石。但是，就算是人的身體，使用時間長了也會出現各項身體機能下降的問題，更何況是長期在外風吹日曬的巖體。在漫長的時期內，由于各種地震、滑坡、泥石流等自然地質因素和人類肆意開發土地等人為因素的影響，巖體的穩定性受到了很大的破壞，其主要表現為在巖體內部形成了許多裂縫，巖石結構的完整性遭到破壞，受力方向各異。此時巖體不再穩定。其強度也遠遠比不上原始巖體。

1.巖體穩定的原理

要探索對巖體的加固措施，保障地質工程的穩定性，就要進一步研究各種巖體的特征以及巖體穩定的原理，知己知彼，方能百戰不殆，在此基礎上做出加固措施，才能真正起到作用。

1.1巖體的結構組成

1.1.1結構面

指由于各種原因導致不同特征的地質界面開裂形成的裂縫，其分為原生結構面、構造結構面和次生結構面。結構面的形成主要是由于巖層在緩慢的沉積過程中，在各種內力外力，風化侵蝕的作用下發生沉積斷裂，形成不連續、不完整的斷裂面。若干年之后，斷裂面上面會有新的沉積物蓄積，且經過時間的積累，這些沉積物蓄積到一定程度，在重力作用和風華侵蝕作用下會形成另一種巖體。填充在裂縫中，形成軟弱夾層。這時的巖體看上去雖然是完整的，但是，由于內部斷裂，且新形成的軟弱夾層強度不夠，其穩定性是非常差的。

1.1.2結構體

結構體與結構面兩者之間的關系密切，具體可以從以下三個方面進行闡述：

（1）形狀方面：結構體的形狀與結構面的組數密切相關

（2）尺寸方面：結構體的尺寸與結構面之間的間距密切相關

（3）順序方面：結構體的順序與結構面的順序有相關性

1.1.3結構面與結構體混合型

此型具有結構面和結構體的組合特征，它不僅可以表達結構面的組合情況和排列情況，還反映了巖體的發育程度和結構體的尺寸以及幾何排列形式。其包括了結構單元、組合情況、排列情況三個基本要素。

1.2巖體的特征研究

巖體的主要特征可以概括為以下幾點：

（1）作為巖體，首先其是地質結構的一部分。因此，同時存在于地質體中的巖石，密度，酸堿度，地下水等情況都會對巖體有一定的影響。

（2）從巖體的結構組成出發，結構面是巖體結構組成的核心和關鍵，而結構面本質上是由于巖體在沉積過程中發生沉積斷裂所形成的裂縫，原始巖體的完整性和穩定性已經遭到了極大的破壞，經過科學勘測之后可以發現，發生斷裂的巖體不管是密度，巖層走向還是陛能方面都已經遠遠低于原始巖體。而結構面的不穩定性又決定了巖體的不穩定性。

（3）巖體易受外力作用的影響。近年來，由于人類對土地的肆意開發，以及礦產挖掘，同時缺乏了植被的覆蓋保護。巖體遭到了極大地破壞，又由于我國人口眾多，交通運輸的壓力比較大。巖體在長時間的工作負重下出現變形。其變形的性質主要與結構面的排列組合形式有關。

（4）巖體易受內力作用影響。巖體之中其實是存在天然的應力場的。受地球引力的作用，巖體本身也是存在自身重力和結構應力的，由于巖體中諸多內部應力的存在，使得巖體l生質比較復雜。

2.巖體的穩定分析

巖體受到破壞，大部分的原因是已形成的結構體在內外力的共同作用下下滑移行。巖體穩定性分析的實質就是對現已存在的問題進行分析，結合結構面的特點，判斷結構體移行的趨勢，運用赤平極射投影原理分析，可以反映多個方面的內容，綜合以上所得數據，經過科學計算，用數據說明巖體的穩定性，并進行評估。

3.地質工程的選址與加固要求

對地形地質，巖體結構與特征有了深入的了解之后，才能進一步確定工程選址以及相應的加固措施。

（1）巖體的結構面斷裂帶，由于巖體結構破壞以及軟弱夾層的出現，此區域的巖體結構穩定性大大下降，在選址時應盡量避免區域斷裂帶。

（2）地址工程選址應盡量選擇完整巖體，若實際情況沒有完整巖體，可選擇某一個可施工范圍比較大的巖體，

（3）至于加固措施，則需要根據地質工程的地址，需要加固的部位、結構和需求來確定適宜的加固法。目前我國比較常見的加固法有植筋加固法、碳纖維加固法、增大截面加固法、粘貼鋼板加固法、外包型鋼加固法等等。

4.結束語

總而言之，巖體的穩定對于地質工程的穩定有直接的決定作用，而地質工程的選址、設計、施工、加固都比較關鍵。選址在一開始就決定了工程地基是否穩定，而加固相當于是工程的保護傘，兩者缺一不可。在這種情況下，對巖體穩定性原理和方法分析就尤為關鍵。