片巖質邊坡典型破壞模式研究

汪 剛 高文號 劉 鵬

（安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088）

云母片巖屬變質巖，風化程度深、耐風化性較差，其組成礦物主要為綠泥石、絹云母等水敏性礦物，對水較為敏感[1]，因其片理面十分發育，巖體呈薄層狀，巖體特征明顯。片巖具有明顯片理結構，結構面的分布決定邊坡整體穩定性[2-3]。對建設中變形破壞的邊坡進行調查，本文從邊坡的組成成分、地層巖體結構、雨水、風化等方面，對邊坡的變形破壞模式進行總結[4-6]。

1 邊坡破壞典型模式

1.1 順層變形破壞

邊坡坡面傾向155°，地表坡度20°～40°，巖層為第四系全新統沖洪積、殘坡積、中元古界武當山群（Pt2wd）片巖，片理產狀75°∠45°，坡內發育兩組節理，節理1：230°∠45°，節理2：300°∠12°，貫通性較好，節理密度1～2條/m。在邊坡施工，表面巖體風化嚴重，擋墻施工完成后，表層巖體在長期風化作用下，邊坡第一級和第二級局部范圍內巖體出現淺層小規模順層滑塌，如圖1所示。

圖1 順層邊坡滑塌

定性分析：邊坡的赤平投影如圖2所示，巖層面、J1和J2的傾向視傾角分別為10°、15°、10°，片層面和J1結構面的交線傾向和傾角分別為152°和12°，片理面和J2結構面的交線傾向與傾向分別為352°和7°，J1與J2交割線傾向和傾角分別為308°和12°，根據巖層組合關系，巖層面與J1結構面的交割線傾向坡外，交線傾角為12°，該邊坡破壞主要是沿著片層面與J1結構面的交割線方向發生滑塌。

圖2 赤平投影圖

1.2 彎曲—折斷變形破壞

邊坡坡面傾向159°，原地表坡度為30～40°，組成巖性為元古界武當群（Pt2wdn）片巖，片巖產狀30°∠80°，發育有兩組節理：節理1：280°∠5°，2～3條/m；節理2：35°∠75°，4～5條/m，表面的覆蓋層厚度較小，基巖出露。施工過程中，巖體風化嚴重，在邊坡1～3級內表層巖體由下而上發生了較大規模的彎曲傾倒破壞，破壞深度為20～50cm，如圖3所示。

圖3 反傾邊坡彎曲—折斷滑塌

定性分析：邊坡的赤平投影見圖4，片理面、J1和J2節理面基本為傾向坡內的結構面，結構面傾向與坡面傾夾角較大，S0、J1和J2與坡面傾向的夾角分別為129°、121°和124°，對邊坡穩定性影響不大。組合交割線S0/J1、J1/J2的組合交割線傾向坡內，S0/J2的交割線傾向坡外，與坡面呈48°斜交，組合交割線對邊坡的穩定性影響不大。邊坡內無明顯的不利結構面組合，巖體質量較好時，邊坡不會發生整體失穩，表層巖體質量較差時，會發生表層剝蝕脫落。

圖4 赤平投影圖

1.3 切層變形破壞

邊坡坡面傾向220°，中心線最大切深約25m，巖性為中元古界武當群（Pt2wd）灰色片巖，巖層產狀為355°∠42°。坡內發育1組節理，產狀187°∠35°，3條/m。邊坡開挖坡率除第一級為擋墻外，第二級至第三級坡率為1∶0.75，第四級和第五級坡率為1∶1.00，邊坡的防護型式：第一級為擋墻，第二級為框架植物護坡，第三級至第五級為掛網噴播植物護坡。邊坡在施工中，上部4級坡面防護基本完成后開挖施工第1級擋土墻過程中發生了整體失穩，邊坡的失穩破壞，如圖5所示。

圖5 切層邊坡滑塌

定性分析：邊坡的赤平投影見圖6，邊坡巖體被節理裂隙面切割成了大小不等塊體，邊坡片理面與邊坡呈反傾，節理1為順傾向節理，傾角35°，因其發育較好，邊坡巖節理1發生順節理滑塌，滑塌堆積體主要為結構破碎的塊狀或片狀。

圖6 赤平投影圖

1.4 楔形體變形破壞

邊坡坡面傾向42°，地勢左高右低，巖性為中元古界武當群（Pt2wdn），片巖產狀為320°∠30°，發育兩組節理：節理1：60°∠50°，2條/m；節理2：110°∠70°。邊坡設計為5級坡，第一級為路塹擋墻，坡率為1∶0.3，第二級為砼框架植物護坡，坡率為1∶0.75，3～5級為掛網噴播混生植物護坡，坡率為1∶1.00，如圖7所示。

圖7 楔形體邊坡滑塌

穩定分析：邊坡的赤平投影見圖8，巖層走向和坡面走向呈大角度相交。片理面與節理1、片理面與節理2的組合結構面，將邊坡巖體切割呈楔形體，邊坡局部楔形體滑塌條件。在進行第一級擋墻施工時，邊坡沿片理面和節理裂隙面發生了楔形體滑動。

圖8 赤平投影圖

2 結語

1）片巖質邊坡的破壞與其巖體特征、節理裂隙發育、外界地質營力、人工因素相關，片巖的物理力學性質是其重要的物質組成，片巖的水敏感性、抗風化性較差、力學各項異性等特征，對片巖質邊坡的穩定性其重要影響。

2）云母片巖質邊坡的破壞模式與一般巖質邊坡類似，項目邊坡典型的破壞模式有順層變形破壞、切層順向節理變形破壞、楔形體變形破壞等，彎曲—折斷變形破壞是片巖至邊坡特有的破壞型式。

3）片巖質邊坡對雨水較為敏感，施工中嚴禁開挖后再支擋，應開挖一級、防護一級。順層或外傾向節理面邊坡，在開挖卸荷、雨水作用下邊坡發生滑塌可能較大。