层状同向结构高切坡稳定性实例分析(西南岩土)

3.3 地震 汉源新县城萝卜岗场地内无区域性活动 断裂通过， 不具备强烈地震发生的地质条件， 历史上无中强震及强震活动记载。根据中国 地震动参数区划图 （GB18306-2001） ， 汉源新 县城未来 50 年超越概率 10％的地震动峰值 加速度为 0.15g（相应地震基本烈度值为Ⅶ 度） ， 地震动反应谱特征周期为 0.45s。 因此， 高切坡稳定性评价地震烈度按Ⅶ度取值。 3.4 水文地质条件 高切坡区水文地质条件简单，钻探各孔 均未见稳定地下水位。经地质测绘并给合已 有邻区资料表明，区内及其附近区域，地下 水以基岩裂隙水、第四系孔隙水为主，主要 靠大气降水①（天然工况） ②（暴雨工况） ③（地震工况） ④（地震+暴雨工况）
③ B1 型软弱夹层： 天然重度 19.5KN/m3， 饱和重度 20.0KN/m3， 天然状态抗剪强度： 粘 聚力 40Kpa，内摩擦角 15°，饱和状态抗剪 强度：粘聚力 30Kpa，内摩擦角 13°。 (4) 计算模型
水平影响范围 7.3m ～ 8.4m 。坡顶高程 1107.87m～1116.78m， 坡脚高程 1091.03 m～ 1096.41m，坡高 16.84 m～20.37m。坡面产 状为 N40°W/NE∠80°～90°，层面与坡面 同倾向，走向夹角 10°（小于 30°） ，为层 状同向结构高切坡【3】 。在富塘滑坡治理时， 坡体后缘 设置有一排抗滑桩 ，距坡顶 7.20m～8.70m。见图 3。
平面滑动法计算公式如下：
Ks
V costg Ac V sin
当边坡存在拉张裂隙时，在暴雨工况下， 裂隙会临时充水至一定高度，沿裂隙和滑动面 产生净水压力，其稳定性按下式计算：
图 6 滑动破坏三维模型
5 稳定性评价
5.1 定性评价 工程地质测绘表明，目前坡体在各种地 质因素作用下未见变形破坏迹象，表明，坡 体在天然状态下处于基本稳定状态。但在暴 雨工况下，岩体会软化，降低其抗剪强度， 尤其是软弱夹层，同时因裂隙充水产生水压 力，降低坡体稳定性，致使坡体滑动破坏； 如果叠加地震等不利因素，坡体稳定性将进 一步恶化。另外，卸荷松弛区块状岩体，在 暴雨工况下，裂隙充水会产生水压力、降低 结构面抗剪强度、对块状岩体产生浮托力、 降低不稳定块体和稳定岩体间摩擦力，致使 卸荷松弛区块状岩体大量崩落；若叠加地震 等不利因素，则崩落规模会进一步扩大。 5.2 定量评价 因 N-2 区 内 部 道 路 K0+300.00 ～ K0+374.00 段西侧岩质高切坡可能沿软弱夹 层整体平面滑动破坏，因此，采用平面滑动 法对其稳定性进行验算。 (1) 计算公式
图 7 计算模型
稳定性计算结果表 稳定系数计算值 高切坡失稳危 高切坡安全
（Ks） 1.25 1.02 1.09 0.89 较严重 三级 害程度 等级
安全系数
稳定状态 基本稳定
1.25 不稳定 不稳定
不稳定
5.3 稳定性综合评价 通过对高切坡区工程地质条件调查、分 析和稳定性分析结果表明：坡体整体在天然 状态下基本稳定，在暴雨、地震工况下不稳 定，会沿坡脚软弱夹层滑动破坏，且卸荷松 弛区岩体会崩落变形。
统 （Q4ml） 人工填土、 三叠系上统白果湾组 （T3bg） 石英砂岩。见图 3。 人工填土层（Q4ml） ：黄褐色、红褐色， 结构松散，主要为建筑弃土、弃渣，以碎块 石和粘性土为主，碎块含量 70％～90%，块 石最大粒径 100cm。 中风化石英砂岩（T3bg） ：浅灰色、深灰 色， 呈薄～中厚层状。 上段： 风化裂隙发育， 裂面粗糙， 结合差， 岩体完整性差， 呈块状， 中风化状态；下段：岩体较完整，中风化状
1 前言
岩质高切坡是山区工程建设中的主要地质 环境和工程承载体，在我国西南地区，高切坡 问题几乎成了山区工程建设的首要工程地质和 岩土工程问题，控制着工程建设的可行性和运 行效益。尤其是层状同向结构岩质高切坡，因 层面为主控结构面， 常成为高切坡滑动破坏面，
直接威胁工程建设的安全。 因此， 高切坡稳定
（1） 层间错动带： 主要有 2 条， 经后期 风化作用叠加，多已形成岩屑夹泥型软弱夹 层（带） ，厚约 3cm，长约 80～100m，呈断续 延伸。 （2）节理裂隙：主要有三组，即“两陡 一缓” ， ○ 1 N10°W⊥， 结合很差， 间距 0.5 m～ 2 N80°E/NW∠80°， 2m； ○ 结合差， 间距 3 m～ 3 层面裂隙， 产状 N30°W/NE∠18°～ 5m； ○ 20°，延伸较长，结合一般。见图 4。
高 程 (m) 1122 1119 1116 1113 坡面 7.40 1110 1107 1104 1101 1096.41 1098 1095
图 2 高切坡平面图
图 3 高切坡地质剖面图
3.2 地质构造 汉源新县城萝布岗场地，位于峨眉山断 块瓦山断穹构造西侧、汉源向斜南西翼，区 内无区域性活动断裂通过，地质构造形迹以 次级褶皱、小断层、层间错动带和节理裂隙 系统为其特征，地质构造较单一。 N-2 区内部道路 K0+300.00～K0+374.00 段西侧岩质高切坡，地质构造以层间错动带 和节理裂隙系统为主。其中：
(a)：最大主应力
(b)：最小主应力
层及大小冲沟排泄汇入流沙河，地表未见泉 水露头，属缺水地区。
图 6 主应力等值线图
4 变形破坏模式分析
N-2 区内部道路 K0+300.00～K0+374.00 段西侧岩质高切坡为层状同向结构，层面在 坡面出露（即“切脚坡”），层面为主控结
图 5 崩落变形三维模型
层状同向结构岩质高切坡稳定性实例分析
苏银华 （中节能建设工程设计院有限公司 四川成都 610066）
【摘要】：N-2区内部道路K0+300.00～K0+374.00段西侧岩质高切坡位于汉源新县城N1地块复合安置3号 组团东北侧，是典型的层状同向结构岩质高切坡，其稳定性直接关系到区内居民生命财产及 建筑物的安全。在查明高切坡工程地质条件的基础上，对高切坡稳定性影响因素、变形破坏 模式进行分析，并进行不同工况下的稳定性定性、定量分析和评价；综合高切坡在不同工况 下的稳定状态，提出加固措施建议。 【关键词】：层状同向结构岩质高切坡 变形破坏模式 稳定性 加固措施建议
(2) 计算工况及荷载组合 工况①：天然状态。该工况考虑的荷载 主要为岩土层自重； 工况②： 天然+暴雨状态。 该工况除考虑 工况①荷载外，还包括降雨引起的破坏面抗
剪强度降低、岩土体重度增加； 工况③： 天然+地震状态。 该工况除考虑 工况①荷载外， 还包括地震引起的水平推力； 工况④：天然+暴雨+地震状态。该工况 除考虑工况②荷载外，还包括地震引起的水 平推力。 (3) 计算参数 ① 人工填土层：天然重度 17.5KN/m3， 饱和重度 19.0KN/m3， 天然状态抗剪强度： 粘 聚力 8Kpa，内摩擦角 6°，饱和状态抗剪强 度：粘聚力 6Kpa，内摩擦角 5°。 ② 中风化砂岩层： 天然重度 25.5KN/m3， 饱和重度 26.5KN/m3， 天然状态抗剪强度： 粘 聚力 350Kpa，内摩擦角 36°，饱和状态抗 剪强度：粘聚力 240Kpa，内摩擦角 30°。 （5）计算结果
通过对“汉源新县城 N-2 区内部道路 K0+300.00～K0+400.00 段西侧岩质高切坡” 稳定性定性、定量分析表明：该高切坡坡体 在暴雨、地震作用下，整体不稳定，会滑动 破坏，且卸荷松弛区块状岩体会产生崩落， 但考虑到该段高切坡坡顶后缘附近已设置了 抗滑桩，其间可能产生滑移破坏规模较小，
6 结论
rw —水的重度（kN/m3） ；
z —坡顶至滑面深度(m)；
z w —裂隙水充水高度(m)；
H —坡面滑面出露点至坡顶高度(m)；
c —结构面的粘聚力（kPa） ；
—结构面的内摩擦角（°） ；
A —单位长度结构面的面积（m2） ；
V —岩土体的体积（m3） ；
—结构面的倾角（） ；
—坡角（°） 。
下滑力不大，建议采用喷锚支护加固措施，
并辅以地表排水及裂缝填塞措施。
参考文献：
[1] GB50330-2002 建筑边坡工程技术规范 [S].中国建筑工业出版社，2002 [2] GB50021-2009 岩土工程勘察规范[S].中 国建筑工业出版社，2009 [3] DL/T 5353—2006 水利水电工程边坡设计 规范[S].中国电力出版社，2006 [4]三峡库区高切坡防护工程地质勘察与初步 设计技术工作要求[Z].长江水利委员会长江勘测 规划设计研究院，2005 [5]陈祖煜.岩质边坡稳定性分析[M].北京.中 国水利出版社，2002
性分析和评价是山区工程建设的核心内容之 一。本文将以“汉源新县城 N-2 区内部道路 K0+300.00～K0+374.00 段西侧岩质高切坡” 为例，对层状同向结构岩质高切坡的变形破 坏模式、稳定性影响因素、稳定性分析方法 及加固措施进行简要探讨。
选择计算方法 工程地质勘察 建立地质模型 破坏模式判断 稳定性定性分析 确定计算参数 加固措施建议 稳定性综合评价 稳定性定量计算
构面，两组陡倾结构面仅控制坡体的破坏边 界，坡体稳定性受层面倾角与坡角的关系以 及层面抗剪强度控制。由于该段高切坡的层 面倾角（18°～20°）小于坡角（80°～ 90°）、且大于发育有软弱夹层的层面内摩 擦角（13°、15°）,且因切坡开挖，削弱
图 4 结构面赤平投影图
坡体支撑力，并在坡脚形成应力集中区（见 图 4），增加坡体剪切力。在降雨等不利因 素的叠加作用下，岩体及软弱夹层软化，降 低其抗剪强度， 坡体可能沿软弱面滑动破坏。 见图 6。另外，卸荷松弛区岩体，因受三组 结构面切割呈不稳定块状（见图 5） ，在雨水 入渗、振动等作用下，或增加孔隙水压力， 或增大振幅，并使结构面抗剪强度进一步降 低，在自重作用下，向临空面产生崩落。综 上所述，该段高切坡整体可能沿软弱面产生 平面滑动破坏，卸荷松弛区岩体可能产生崩 落。