滑动岩体的锥形高度.doc

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1、岩层边坡稳定性分析方法的探讨摘要：山区高速公路的建设中不断出现岩石挖方边坡，不避免或减小地质灾害发生的可能性，岩石边坡稳定性分析十分关键。关键词：岩石边坡；稳定性；形成原因；分析方法边坡失稳是公路工程建设中经常遇到的重要问题之一。随着近年来高速公路走进山区，岩石边坡失稳现象屡出不鲜，给工程建设带来了严重危害，给人民生命财产造成严重损失。在公路工程设计过程中，由于客观原因无法全面了解岩体的内部构造，在基础资料有限的前提下，如何恰当地对边坡的稳定性进行分析是个急待研究的课题。本文就这该问题提出一点拙见。１、岩石边坡破坏的类型及形成的原因边坡岩体变形破坏分

2、为以下5个基本类型：松驰张裂、蠕动、崩坍、倾倒和滑坡，但工程实际中，边坡的破坏方式往往以组成的形成出现。由于地质成因千变万化，岩体构造及其力学性质比较复杂，岩石边坡破坏形成原因也多种多样，十分复杂。根据公路工程的特点，以及对现有工程实例的归纳分析，主要有以下几种因素。1.1边坡失稳的外部因素（１）边坡开挖或超挖，改变了边坡形态，破坏了原岩体的力学平衡条件，而又未能及时加固补强。（２）人类活动的影响，包括施工用水、动荷载、爆破扰动等。（３）施工过程中，临时荷载增大。（４）自然因素影响，如地震、强降雨等。1.2边坡失稳的主要内因（１）在一定深度范围内存在

3、软弱结构面。结构面的抗剪强度指标较小，当底部开挖时支撑力减少，加之地下水的作用降低了滑动面的抗剪强度，因而造成边坡失稳。(2)开挖过程中由于应力重分布使边坡岩体产生塑性变形。研究边坡失稳因素旨在通过必要的设计、施工手段对边坡失稳加以预防，确保工程施工和运营安全。而准确的稳定性评价结果、正确的设计方法是减少失稳诱因的关键所在。2边坡稳定性分析方法2.1工程地质法该法实际上是一种经验方法，设计时对沿线的工程地质条件、岩体特点（结构、产状及岩性等），进行综合调查，根据工程需求并参照当地已有老路边坡状况确定边坡率。就岩层层面与路基边坡面两者间的走向关系，有逆

4、向坡，横向坡和顺向坡之分。一般条件下，逆向坡有利于边坡的稳定，但还应结合其他地质条件如：边坡高度、岩石破碎程度等加以分析。顺向坡时一般对边坡的稳定性不利，但当岩层倾角°以及°时边坡亦基本属于稳定，当°°时边坡不稳定。横向坡的情况较为复杂，其边坡稳定性一般介于上述两者之间，视岩层与边坡走向的交角，边坡角以及岩层倾角的三角关系而定。一般情况°时，边坡稳定；°时，视岩层倾角而定，根据经验公式：2.3（/10-0.35）-，由已知值解得与实地值比较，如果表示边坡稳定，该边坡不稳定（50°），或边坡有条件稳定（50°）2.2力学分析法从简化计算、便于操作的角度

5、出发，一般认为边坡失稳时岩体沿一斜面下滑，而对于层状构造的边坡岩体，这个滑动面的角度就是其岩层倾角。从而可以建立一个简单的力学模型，利用极限平衡原理进行边坡稳定性分析。顺向坡时，如果边坡角大于岩层倾角，部分岩体在自重及可能存在的裂隙水的作用下，沿层面滑动，此时滑动体的重力为：Ｑ=0.5..Ｌ.h./代入静力平衡方程：Ｋ=Ｑ.cos.tan+cＬ/(Ｑ.)得到某一边坡高度时滑动稳定系数Ｋ值。对于高速公路，一般Ｋ1.35时认为边坡稳定。实际工程中，单一顺向坡并不多见，多数情况下为横向坡，而且岩层往往具有两组或多组结构面。图2所示为两组结构面和的滑动岩体，

6、成半角锥体，其中岩层（主结构面）走向与边坡面的交角为，滑动岩体在重力作用下产生新的断裂面与层面交接线之倾角，同时坡角方向一致。图中滑动岩体的锥形高度：滑动岩体的重力及其分布：Ｑ=../3Ｎ=Ｑ.cosＴ=Ｑ.极限平衡状态下，抗滑力与滑动力相等，即：Ｔ=Ｎ.tan+Ｆ1.cl+Ｆ２.c2式中，c１、c2—为相应结构面的粘结力；—为其内摩擦角。将相关数值代入，整理后得：H=3..(c１+c2..tan)/.cos(tan-tan).由上式可知：当趋近于或是趋近于90时，Ｈ趋向于无穷大；c、及增大，Ｈ随之增大，Ｈ随之增大；＝时，Ｈ为无穷大，边坡最稳定。力学

7、分析结论虽然较为可信，但其准确性依赖于计算过程中各项岩土力学参数的选用。譬如软弱结构面上的c、值，在很大程度上左右着计算结果。因而，在边坡稳定性分析的过程中，无论采用什么方法，准确的地质勘探资料十分重要。 ３　保持边坡稳定的措施   治理边坡需要工程施工人员在充分对施工现场进行踏勘的基础上，对边坡的周边的环境、地质、水文及地下水的情况有充分的了解，对边坡失稳的原因进行详细的分析，选择适当的治理方法从而防止边坡失稳。增加边坡稳定性的措施有以下几种   （１）改变边坡几何形态。对于岩石质边坡通常采用在边坡的上半部分开始边坡坡度逐步放缓，或是从边坡上部到下

8、部从上到下逐渐放缓边坡坡度。为了方便施工工，要求控制边坡的变化点，越少越好，要在设计上合理布局，尽量减少边坡