利用赤平投影分析仙洞源巖質邊坡的穩定性

王秀蓉，王邦民

（中國有色桂林礦產地質研究院，廣西桂林541004）

1 引言

在巖體結構面、地震和暴雨的綜合作用下，陡峻坡體的巖體易脫離母體從高處崩落形成地質災害，對社會的危害性非常大。因此，對崩落的危巖體進行治理非常重要，需對其形成原因進行分析，并對其穩定性進行評價。赤平投影法分析可以直觀地表明各組結構面的組合關系、結構面與邊坡的關系，以及一些相交結構面將巖體切割成一些滑塌體，是一種直接、簡單的、有效的穩定性評價方法[1]。

2 工程概況

仙洞源地質災害點位于黃山市屯溪區中心城區，原始坡度35°～45°，由于修路切坡，切坡最大高度超過40m，坡度約為55°，坡表為侏羅系洪琴組砂巖，在北側坡頂存在1～2m 的第四紀覆蓋層。

2.1 地層巖性

區內主要巖層分為：下伏基巖為侏羅系洪琴組粉砂巖、泥巖韻律層夾英安質凝灰巖、凝灰質泥巖，上覆第四系為含礫粉土。

第四系①：殘坡積層，坡表一般分布為古采石棄渣，大者可達0.2m3，塊石間為細小顆粒及土質充填?？傮w上該層結構松散，穩定性較差，厚度1.9～4.8m 不等。

砂巖②：巖層產狀為150°∠76°。巖層淺部呈強風化狀。

泥巖③：呈紫紅色，泥質結構，薄層狀構造，產狀同砂巖層。

2.2 氣象水文

崩塌區內降雨3～5 月的降雨表現為連綿細雨，降水強度不大，歷時長，易下滲形成地下水，使坡體處于飽水狀態；6～7月多為大暴雨，災害性天氣較為頻繁，降水強度大，連續降水數天，發生強暴雨的概率較大，使河流水位陡漲，坡體松散層含水量增大，造成大面積的水土流失，并可引發滑坡、崩塌等地質災害。

2.3 地質構造

崩塌區的主要地質構造表現為斷裂構造和裂隙構造。

場區內存在一組東西向斷層，斷層面上見有擦痕，其產狀為197°∠38°。該斷層致使地層破碎。場區內主要發育3 組節理：

1）組：135°∠47°，延長5～8m，閉合～寬張，節理面起伏、粗糙。節理間距0.4～0.8m。

2）組：22°∠27°，延長2～4m，微張，節理面起伏、粗糙，泥質填充。節理間距0.5～1.2m。

3）組：174°∠53°，延長4～6m，微張，節理面起伏、粗糙。節理間距0.7～1.5m。

3 赤平投影邊坡穩定性判斷原則

赤平投影法在邊坡的穩定性分析中，主要是通過邊坡中結構面的空間位置與邊坡空間位置之間的相互關系進行分析判斷[2]。工程中主要由2 組及2 組以上的結構面進行邊坡穩定性分析：（1）2 組結構面投影弧交點位于坡面投影弧對側，邊坡最穩定；（2）2 組結構面投影弧交點位于坡面投影弧的同側，但在坡面投影弧內側，邊坡穩定；（3）2 組結構面投影弧交點位于坡面投影弧的同側，但在坡面投影弧的外側，邊坡不穩定。由3 組及以上的結構面控制的邊坡穩定性通常是化解為2 組結構面控制的情況進行分析[3，4]。

4 邊坡穩定性分析

4.1 赤平投影圖

崩塌區自然坡面產狀：67°∠39°，開挖坡面產狀：67°∠55°，巖層產狀：150°∠76°。

節理裂隙有3 組，J1:135°∠47°、J2:22°∠27°、J3:174°∠53°。對該處危巖體進行赤平投影進行分析（如圖1～圖4 所示）。

圖1 J 1-J 2 赤平投影圖

圖2 J 1-J 3 赤平投影圖

4.2 邊坡穩定性分析

從赤平投影圖1 可以看出，J1 與J2 結構面交點位于坡面投影弧同側，自然邊坡投影弧外側，結構面交線向與邊坡傾向一致，傾角小于自然邊坡坡角，邊坡不穩定。J1 與J2 結構交線OM 位于J1 結構面與J2 結構面之間，則J1、J2 均為滑動面，OM 為主滑線。

從赤平投影圖2 可以看出，J1 與J3 結構面交點位于人工邊坡投影弧內側，結構面交線向與邊坡傾向一致，傾角大于開挖邊坡坡角，邊坡較穩定。

從赤平投影圖3 可以看出，J2 與J3 結構面交點位于坡面投影弧同側，自然邊坡投影弧外側，結構面交線向與邊坡傾向一致，傾角小于自然邊坡坡角，邊坡不穩定。J2 與J3 結構交線OM 位于J2 結構面與J3 結構面之間，則J2、J3 均為滑動面，OM 為主滑線。

從赤平投影圖4 可以看出，巖層產狀與邊坡傾向相交，不會產生順層滑動。

圖3 J 2-J 3 赤平投影圖

圖4 所有節理赤平投影圖

5 結語

在工程治理實施前需要對危巖體的現狀及形成原因進行調查，采取合理的方法對其穩定性進行分析評價，為工程治理設計提供依據。巖質邊坡在對危巖體進行定性分析其穩定性時，赤平投影法十分簡便、有效。