岩石路堑边坡稳定性研究改

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1、岩石路堑边坡稳定性研究()改Technologyexploration技术探讨岩石路堑边坡的稳定性研究王忠华（中交第一公路勘察设计研究院有限公司西安710075）【摘要】本文通过对影响岩石边坡稳定性的主要因素和岩石边坡应力状态的定性分析，并利用模糊数学原理定量计算综合评定的方法，确定了边坡所属稳定性类型可能的趋向。本文对从事岩石边坡勘察设计研究人员具有一定的参考意义。【关键词】岩石边坡；应力状态；入选参数；隶属函数；权重分配；稳定性评定1、引言公路通过山区，很多地方都要遇到有关路堑设计的问题。公路通过的地层，在自然生成和演变过程中，一般具有复杂的地质

2、结构。路堑边坡处于地壳表层，开挖暴露后，受各种条件与自然因素作用，容易发生变形破坏。岩石路堑边坡的设计最重要的基础工作是：通过地质调查、测绘、勘探、测试和试验查清和摸清岩体的地质结构、结构特征、性质及有关物理力学参数，并进行边坡的稳定性分析，经过定性分析与定量的计算，确定边坡的稳定性类型、开挖形式和坡度、变形范围和破坏模式等。本文通过对影响岩石边坡稳定性的主要因素和岩石边坡应力状态的定性分析，并利用模糊数学原理定量计算综合评定的方法，确定了边坡所属稳定性类型可能的趋向。对从事岩石边坡勘察设计研究人员具有一定的指导作用。2、影响岩石边坡稳定的因素岩石边

3、坡稳定性与众多的复杂的因素有关，这些因素归纳起来有以下两个方面：2.1地质因素主要包括：岩体的物理力学性质、岩体结构特征、结构面特征、结构面产状、气候条件、风化程度、地下水、地应力及地震。2.2工程因素主要包括：边坡开挖的几何形态（坡度、坡高）、人为扰动和振动。上述因素往往不会单独起作用，而是相互结合共同影响边坡的稳定性。多年的研究分析认为，对边坡稳定性影响最主要因素是：①组成边坡岩性、岩石单轴抗压强度、风化程度；②结构面组数、密度、延伸长度、张开程度、充填物、结合程度；③结构面抗剪强度；④结构体（岩块）大小；⑤结构面产状（包括层理、片理及节理等）；

4、⑥边坡坡度、高度；⑦地下水的影响。水是地球的主要组成物质之一，地貌因地力、水力而成。对于边坡而言，水是催化剂、润滑剂，对边坡稳定起不良作用，尤其对软质岩石边坡稳定影响甚大。地下水赋存形式及来源如下所示：3、岩体地质结构、结构特征、强度及地质体与路线的关系3.1区域地质构造类型主要有地质构造，按构造带特征，有均质完整带、非均质完整带、完整带或不整合接触带、完整破碎带、非均质完整破碎带、深变质带、接触变质带、区域变质带、浅沉岩接触变质带、侵入体边缘带、断层破碎带、各种构造破碎带及风化壳等。3.2岩石强度按岩石强度划分为四大类：即极硬岩、硬岩、软岩和极软岩

5、。3.3岩体结构（反映岩石的完整程度）按岩体结构分为五类：即块状结构、层状结构、镶嵌结构、碎裂结构、散体结构。3.4风化程度岩石风化程度划分五类，即全风化、强风化、中等风化、弱风化、微风化。差异风化很难辨别。3.5岩石破碎程度划分为四种情况：节理很少；节理较多；节理发育；节理极发育。3.6岩层产状与路线关系：层理、片理及主要节理构造产状与路线关系：①无倾向路线者；②层面背向路堑，走向与路线正交或斜交；③层面倾向路堑，走向与路线平行或斜交；④倾向背向路堑、走向与路线垂直或斜交；⑤倾向顺向路堑、走向与路线垂直或斜交；⑥倾向背向路堑、片理走向垂直或斜交于路

6、线；⑦倾向顺向路堑、片理走向垂直或斜交于路线；⑧小型褶皱及错动，2006年第3期·60·Technologyexploration技术探讨方向不定。4、边坡形式4.1常见的岩石边坡形式①直线型边坡：适用于边坡高度小于H≤10m，且岩体性质较均匀一致的边坡；②折线型边坡：对于边坡高度10m<H≤20m，且上下部的岩体稳定性有明显差异的边坡，可考虑分层开挖成折线型断面，以适应各自的稳定性；③梯级式边坡：对于边坡高度H>20m，且由不同地层组成的深路堑，可在边坡上不同层的分界处附近设置边坡平台及分级坡率；对于边坡高度H>20m，可按一定的

7、高度设置边坡平台及分级坡率。4.2边坡的两种稳定问题5、岩石边坡应力状态分析5.1边坡岩体中应力状态的一般特征下图是用有限元法解出的边坡岩体在原岩水平应力等于垂直应力的1/3条件下主应力迹线图和位移迹线图。图1岩石边坡主应力迹线图图2岩石边坡位移迹线图由图1、2看出：①岩石边坡形成后，由于应力的重分布，愈靠近边坡临空面，最大主应力愈平行于临空面，而最小主应力则愈垂直于临空面。②在坡脚处，最大主应力显著提高，而最小主应力显著降低。③因而形成一剪应力增高带，故易产生剪切破坏。5.2岩石边坡应力状态分析研究边坡中应力随边坡高度、坡度变化规律。设计中大量遇到

8、的是：对一个可能失稳的边坡是改变坡度还是改变高度的问题。①不同设计坡度下应力的变化特征事例：山坡高度H=50