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1、谭冬生,等:优势结构面理论在某高边坡稳定性分析中的应用1优势结构面理论在某高边坡稳定性分析中的应用谭冬生李学潮张忠平(兰州大学资源环境学院甘肃兰州730000)(铜汤高速公路项目办公室)(中铁西北科学研究院)摘要对优势结构面理论进行了简单的介绍,并应用该理论对铜汤高速公路太平湖大桥拱座高边坡进行了稳定性分析,提出了治理措施建议。关键词优势结构面理论结构面配套分析高边坡破坏模式GeoSlope软件的最主要方法为优势指标法。该法认为,根据一定[5]1
2、引言的优势指标可以确定出优势面,用下式表示:优势结构面理论是罗国煜教授在几十年实践基CP(I)=TTP(I)+QQP(I)+础上建立起来的,首先就岩坡问题于1979年提出,NNP(I)+GGP(I)+DDP(I)[1]正式发表于1981年。之后,在工程地质、岩土式中:CP(I)为结构面I的综合指标;TP(I)、工程、地质灾害和环境地质中得到了广泛的应用,QP(I)、NP(I)、DP(I)和GP(I)分别为第I并取得了重要成果。近六、七年将优势结构面理论结构面的时间、性质、数量、规模和
3、分形优势指继续应用于一些岩土工程实践中,使得优势结构面标:T、Q、N、G、D分别为时间(指最后一次活理论得到了深化和发展,其应用范围得到了拓展,动的时间)、性质、数量、规模和分形(指结构面能以新的思路和分析方法解决岩土工程中的一些问的分形维数)优势指标对应的权值。当CP(I)题,如工程的区域稳定性问题、岩体力学参数选优势判据CN时,I结构面为优势面。择、岩体质量、岩体地基沉降变形和工程加固问题等。这几个问题正是容易被忽略的问题,如注重地基稳定性,而忽略区域稳定性;测结构面的力学参数时,测的不是优
4、势结构面的力学参数;没有注重优势结构面上的岩体质量;工程加固中没能抓住控制失稳的优势结构面这一主要矛盾;忽略土体中宏观优势结构面的分析等。本文仅就应用优势结构面理论对铜汤高速公路太平湖大桥拱座高边坡进行稳定性分析作一介绍。2优势结构面理论简介岩体结构控制论最初由中国科学院地质研究所[2]工程地质研究室提出,其他人在这方面也有研[3]究和发展。优势结构面分析观点就是植根于这[4]一理论,并取得可喜进展。岩体结构控制论认为,岩体是不完整的,它被各种各样的结构面所切割,这些结构面包括节理裂[2]隙、
5、断层面、劈理、缝、软弱层等。优势结构面就是上述各种结构面中按一定的优势指标找出的3铜汤高速公路太平湖大桥拱座高边坡稳定性分析对岩体稳定性起控制作用的结构面。优势结构面理31工程地质条件论的最大特点就是先注重扎实的、系统的地质分311地形地貌析,再据优势指标找出优势结构面及优势结构面形工作区地貌属皖南低山丘陵,地势起伏较大,成的破坏模式,然后建立相应的力学数学模型,向地面高程90~170m,太平湖大桥跨越斜坡、低量化分析方面发展(图1)。丘、河流等多个微地貌单元。河两岸植被发育,以寻找
6、优势结构面(最危险控制失稳结构面)乔木、灌木为主。现桥位铜陵岸受河水冲蚀,地形谭冬生,男,高级工程师。陡峭,基岩裸露,太平湖大桥铜陵岸拱座边坡位于2全国中文核心期刊路基工程2006年第2期(总第125期)一走向为NW50!~60!的山坡的东南端,山坡南高314地震北低,北东、南东两面环水。工作区属扬州%铜陵地震带。根据安徽省计312地层岩性委、省建设厅抗字[1990]28号文件,黄山区为边坡及附近处出露的地层主要为第四系坡积层地震基本烈度,度
7、区。e1+d1(Q4),基岩为志留系下统霞乡组粉砂岩根据−中国地震动参数区划图.(GB18306-(S1x)。由新至老分述如下。2001),本场地的地震动峰值加速度为005g,相e1+d1(1)第四系(Q4)坡积层:为含角砾亚黏当于原地震基本烈度,度。根据国家标准−规范土,灰黄色,可塑,中密,散体结构,主要坡顶及建筑抗震设计.(GB50011-2001)的规定,桥位坡脚地带,坡面厚度小于050m,最大厚度565区属于抗震不利地段。m;该层与志留系下统霞乡组粉砂岩界线不明显。32边坡滑动
8、破坏模式(2)志留系下统霞乡组粉砂岩(S1x):强风岩质边坡的稳定性在很大程度上受结构面控化粉砂岩,灰黄、灰褐色,粉砂质结构,层状构制,当边坡原岩结构面发育,一组或多组结构面长造,岩层产状为295!~300!/∀44!~50!,节理裂大贯通,并存在倾向临空的结构面。本次采用优势隙发育,层厚5~21m;弱风化粉砂岩,灰黄、灰结构面理论来分析边坡的滑动破坏模式。褐色,粉砂质结构,层状构造,节理裂隙发育,层321右拱座平行线路高边坡滑动破坏模式厚16m;微风化粉砂岩,青灰色,粉砂质结构,经地质调
