浅谈岩石高边坡勘察与稳定性
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浅谈岩石高边坡勘察与稳定性
要】在进行岩石高边坡稳定性分析时,应该考虑各个元素和环境,这些元素应该包括以下方面:岩体结构、作用因素、岩石高边坡自身的变形等等。
本文根据笔者工作实践,结合工程案例,对岩石高边坡勘察与稳定性地质条件、岩石高边坡变形病害产生的原因和特点等进行了分析和探讨。
关键词】岩石;高边坡;勘察;稳定
对岩石高边坡稳定性进行分析,山体稳定应该从整体性进行分析,只有山体稳定,坡体稳定以及坡面才可能稳定。
同样,只有坡体稳定,坡面稳定才有可能。
所以,岩石高边坡稳定性应从以下几个方面进行分析:山体稳定、坡体稳定以及坡面稳定。
从另一个角度来看,坡体变形很可能导致山体的变形。
与此同时坡面变形的发展同样会导致坡体的变形,山体稳定、坡体稳定和坡面稳定之间存在着互相影响、相互作用的关系。
1 岩石高边坡勘察与稳定性地质条件分析
1.1 工程概况
文章结合某地区实例对岩石高边坡勘察和稳定性进行分析,边坡工程所在地的面设计高程521.568~522.368m,地面标高545.169~551.821m,工程需要对该段进行开挖,最大切坡高度31.4m。
工程勘察的任务是完成两个地质钻孔,并进行原测试和土工试验。
工程段与山脉的走向和区域构造基本一致。
近场区地形趋势大体是东北、西北高,西南部稍低。
1.2 水文地质评价
由于工程所在地的海拔较高,于斜坡,因此,地下水比较缺乏。
即使雨量丰富的季节,形成的地表径流也会向低洼处排泄,工程所在地有储存地表水的条件,因此,从这个方面来说,工程所在地的水文条件并不复杂,利于工程勘察工程的顺利开展,减轻了工作人员的工作量。
1.3 地层岩性
根据钻探工作和地质测绘工作的结果分析,并结合岩石所在地的地质特征,可以将岩土体分为以下3个地质层:①粉质黏土:该层揭厚度10.0 ~26.0 m,颜色呈现黄褐色,土质比较均匀,但是其中也夹杂有碎石,承载力基本容许值[f∞]= 150 Pa,摩阻力标准值qik=35kPa。
②碎石:根据钻孔报告来看,碎石层仅仅在4 号钻孔中存在,层厚0.8 m,颜色呈现灰色,含量60%,粒径3 ~8 cm,承载力基本容许值[f∞]= 280Pa,摩阻力标准值qik= 90 kPa。
③粉质黏土:该层揭厚度4.2~16.0m,承载力基本容许值[f∞]=160Pa,摩阻力标准值qik=40~45kPa。
其物理力学参数见表1。
2 岩石高边坡的变形稳定性及分析评价
岩石高边坡的稳定性并不是固定的,而是随着工程所在地的地质变化情况而发生变化的,从这个角度讲,岩石高边坡的稳定性是一个动态的过程。
岩石高边坡勘察的难点之一就在于岩石高边坡变形稳定性与传统意义上的强度稳定性不同,强度稳定性针对的是岩石高边坡发展到破裂阶段的评价,而岩石高边坡变形稳定性针对的是岩石高边坡的整个变化过程。
边坡内部本身就有原始应力场,开挖过程也是内部应力场发生
变化的过程,在这个过程中,靠近坡面的点的应力开始接近零,应力变化大的点其移变化越大。
如果内质点的移达到令其松弛的程度时,该处就会发生破坏。
根据以往的经验可以得知,岩石高边坡变形发生通常具有以下特点:①岩石高边坡的结构状态比较好,通常情况下整体结构比较完整。
②边坡属于反倾层状结构边坡或者是近水平层结构。
③含有陡裂面的边坡。
如果岩石高边坡存在不利的地质结构面,边坡就会朝着“时效变形”的阶段演变,这时,岩石高边坡的破坏风险急剧上升,如果有及时采取控制措施,高边坡中的一些软弱面将会失去强度,当失去强度的面积增大到一定程度时,高边坡变形就会进入累进性破坏阶段,从而导致失稳。
为了防止这种现象的发生,工作人员应该主动提高自己的专业敏感度,及时发现变形前奏,及时控制好变形,如果耽误了控制时间,控制的难度就会增强,且控制效果无法保证。
岩石高边坡变形问题的治理需要遵循的原则:低开口、高清坡、缓接坡、强锁头、紧箍脚。
3 岩石高边坡变形病害产生的原因和特点
变形是岩石高边坡中的常见的一种病害,按照产生的原因和特点可以分为以下3种,具体来说:①高边坡坍塌。
发生这种现象的原因主要来自于主观和客观两个方面,主观上来说,一些工作人员在爆破、开挖和善后措施方面做得不到,导致岩石松动,从而发生坍塌的现象。
客观方面,高边坡所在地的地质条件和地质结构就不利于控制,在开挖和爆破时容易发生坍塌现象。
②高边坡的滑坡。
滑坡产生的原因有很多,与地质构造和岩性等有密切的关系,岩石高边坡的岩体比较特殊,在外力
作用下容易发生裂缝,如果再进行开挖和爆破,那高边坡就很容易产生临空面,就会很容易导致侧向变形。
雨季来临时,高边坡地表水容易下渗,影响了岩体的强度,也会很容易发生滑坡。
③高边坡的错落。
错落发生的原因也有多种,主要原因是临空面的加大导致的岩体分离,进而导致变形病害的发生。
4 高边坡稳定性的影响因素
影响边坡稳定性的因素较多,文章主要从以下2个方面进行探讨。
(1)土质边坡。
可以从4个方面分析这个方面的问题:①当土体性质发生变化导致其作用力改变时容易影响土质边坡的效果,目前,建设工程规模都比较大,使用的机械材料和设备较多,堆积过程中容易造成土体荷载加大,从而改变其作用力。
其次,工程在施工震动、爆破等作业也坏影响土体荷载及其作用力。
②高边坡工程的所在地的地质条件比较特殊,岩土碎石较多,大量的空隙为地表径流提供了储存空间,导致岩石的含水量较大,雨量较多的雨季时水压力就会大大增强,影响岩石的稳定性,严重时还可能引起裂缝和滑坡等地质灾害。
③岩石高边坡的含水量丰富还会引起侵蚀现象,从而导致地质条件发生变化,进而影响其稳定性。
(2)岩质边坡。
引起该类型稳定性的因素总体情况比较复杂,如因外力作用导致地质条件发生变化,从而引起坍塌和变形。
如果工程勘察人员对其影响因素分析的不够透彻和全面,很容易引起变形问题。
雨量较大的季节和融冻季节是边坡失稳的多发时段,在雨水冲刷以及融冻水润滑的条件下,很容易发生滑坡,当地表水渗透到地下时,土体颗粒
之间的黏结程度开始下降,也容易造成边坡失稳。
5 结语
对岩石高边坡的稳定性进行研究的时候,必须和所在山体同时进行考虑,要想研究清楚岩体结构、地应力等,山体相关内容的研究是必不可少的。
除此之外,岩石高边坡的变形失稳的发展是很难控制的,要想判断岩石高边坡的发展范,对所在山体的岩体结构必须十分清楚。
所以,对岩石高边坡稳定性进行分析研究的时候,必须对整个山体进行研究。