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时间:2018-10-24
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1、边坡工程地质问题边坡是自然或人工形成的斜坡,是人类工程活动中最基本的地质环境之一,也是工程建设中最常见的工程形式。斜坡的形成,使岩土体内部原有应力状态发生变化,出现坡体应力重新分布,主应力方向改变,应力又产生集中;而且,其应力状态在各种自然营力及工程影响下,随着斜坡演变而又不断变化,使斜坡岩土体发生不同形式的变形与破坏。不稳定的天然胁迫和人工边坡,在岩土体重力、水及震动力以及其它因素作用下,常常发生危害性的变形与破坏,导致交通中断、江河堵塞,塘库淤填,甚至酿成巨大灾害。根据组成边坡的主体材料不同,边坡可分为土质边坡和岩质边坡两种,而这两者主体材料的结构、性质差别很大,其
2、存在的工程地质问题也不相同,需要分开进行研究。边坡的稳定是一个比较复杂的问题,影响边坡稳定性的因素较多,简单归纳起来有边坡体自身材料的物理力学性质、边坡的形状和尺寸、边坡的工作条件及边坡的加固措施等几个方面。一、岩质边坡工程地质问题(一)岩体结构及稳定性分析方法1、岩体结构存在于岩体中的各种地质界面,如岩层层面,裂隙面、断层面、不整合面等,统称为结构面。岩体受结构面切割而产生的单个块体(岩块)称为结构体。所谓岩体结构,就是指岩体中结构面和结构体两个要素的组合特征,它既表达岩体中结构面的发育程度组合,又反映了结构体的大小、几何形式及排列。大量的工程实践表明,无论是边坡岩体
3、的破坏,地基岩体的滑移,还是隧洞岩体的塌落等,大多是沿着岩体中软弱结构面发生的。也就是说.岩体受工程作用力的破坏过程,主要是结构体沿结构面的剪切滑移、拉开以及整体的累积变形和破裂。因此,从岩体结构的观点分析岩体稳定问题,首先应研究结构面和结构体的类型及其特征。(1)结构面及类型按其成因可分为沉积结构面、火成结构面、变质结构面、构造结构面和次生结构面五类。其主要特征见表6-1。(2)结构体及类型不同形式的结构体的组合方式决定着岩体结构类型。常见的岩体结构类型可划分为块体结构、镶嵌结构、碎裂结构、层状结构、层状碎裂结构和等六类。其主要特征见表6-2。2、岩体稳定性分析方法在
4、公路工程实践中,遇到的各种各样工程地质问题,归纳起来,主要就是路堑边坡稳定问题以及路、桥地基稳定问题和隧道围岩稳定问题。这三方面的问题,实质上就是一个岩体的稳定问题。所谓岩体稳定,它是一个相对的概念,是指在一定的时间内、一定的自然条件和人为因素的影响下,岩体不产生破坏性的剪切滑动、塑性变形或张裂破坏。岩体稳定分析,目前一般多通过岩体结构分析、力学分析及对比分析进行,三者互相结合,互相补充,互相验证,作出综合评价。表1-1岩体结构面类型及其特征成因类型地质类型主要特征工程地质评价产状分布性质沉积结构面1.层理层面2.软弱夹层一般与岩层产状一致,为层间结构面一般呈层状分布,
5、延续性较强。在海相岩层中分布不稳定,常呈交错状。易尖灭较为平整,接触紧密滑坡多由此类结构面所造成1.不整合面、假整合面2.沉积间断面(古风化夹层)多由碎屑、泥质等松散物质构成,且不平整。易软化或泥化,强度较低火成结构面侵入岩体与围岩接触面岩脉、岩墙接触面岩脉受构造结构面控制延伸较远、比较稳定可具熔合及破裂两种不同的特征一般不造成大规模的岩体破坏,但有时与构造断裂配合。也可形成岩体的滑移3.冷凝原生裂隙受岩体接触面控制往往短小密集一般为张裂面,裂面较粗糙不平变质结构面1.片理产状与岩层或构造线方向一致短小密集光滑平整或为波浪式,在岩体深部闭合成隐蔽结构面常造成路堑边坡的变
6、形,对地下洞体稳定也有影响2.片岩软弱夹层延伸较远、具固定层次含片状矿物,呈鳞片状构造结构面1.裂隙2.断层与构造线呈一定关系张性断裂较短小,剪切断裂延伸较远。常互相交切成“X”型;压性断裂规模巨大,但有时为横断层切割成不连续状张性断裂不平整,呈锯齿状,常具次生充填;剪切断裂较平直、光滑;压性断层具带状分布的断层泥、糜棱岩等对岩体稳定影响很大,在许多岩体破坏过程中,大都有构造结构面的配合3.层间错动面与岩层一致一般呈层状分布,延展性较强物质破碎,呈鳞片状,常含泥质物次生结构面1.卸荷裂隙一般平行于岸坡延续性一般不强,常在地表20~40m以内发育属张裂面,常张开,多为风化
7、碎屑物充填常在天然及人工边坡上造成危害。有时对桥基及浅埋隧道亦有影响,但一般易于处理2.风化裂隙无一定产状短小密集,主要在地表风化带内发育结构面参差不齐3.风化夹层受原结构面控制延续性一般不强,至岩体深部风化减弱充填物松散、破碎、含泥质物,水稳定性很差4.泥化夹层与岩层一致延续性较强,但各段泥化程度不同结构面泥化,呈塑性状态5.次生夹泥层受原结构面控制延续性较差,近地表及河槽两侧较发育结构面物质细腻,强度甚低表6-2岩体结构类型及其特征岩体结构类型岩体地质类型主要结构体形式结构面发育情况工程地质评价块体结构厚层沉积岩侵入岩火山岩变质岩块状
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