链子崖危岩体稳定分析与治理

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1、第卷第期中国地质灾害与防治学报年月理链子崖危岩体稳定分析与治理王景宏水利部长江水利委员会设计局提要本文论述了链子崖危岩体的地质特征、变形破坏机制提出了岩体力学参数取值原则并根据大、,量现场及室内试验工作积累的试验资料得出危岩体力学参数进而对危岩体进行了稳定性分析计算在,。前述工作荃础上提出工程治理措施并简论了防治工程效益关键词危岩体破坏机制力学参教稳定分析治理工程效益一、危岩体变形破坏机制、,,链子崖危岩体位于湖北株归县新滩镇长江南岸扼兵书宝剑峡出口处与新滩滑坡。,、、,隔江对峙危岩体北端高耸岸边百米以上河谷深切岸壁陡峭江深流急地处川江航道的咽喉地段

2、。一地层岩性及构造危岩区自东向西依次出露志留系、泥盆系、石碳系和二迭系地层。危岩体自下而上依次为云台观组、黄龙组、马鞍组、栖霞组四个工程地质岩段。,。,链子崖危岩体地处黄陵背斜西翼南端与株归向斜东南翼毗邻西距仙女山断裂,,。,东距九湾溪断裂断层纵切构成了该区的地质构造格局地层呈单斜构造走向为。,,。。,,一倾向倾角一区内断层较发育共发现条主要断层有条,。,,。。构成缝的缝处的缝段的而且这些断层大多构成了危岩体的切割面二危岩区工程地质特征及边界条件,,链子崖危岩体位于长江南岸第一斜坡为一南北向展布的长条形岩体北部和东部两,。,。面临空均为近百米高的陡崖

3、西部和南端与山体相连大部分被裂缝所切割危岩体顶。,,,面为灰岩层面构成的层面坡危岩体南北长约东西宽一南高北低俯视,,。。、,长江被三十多条裂缝切割成三个主要的危岩段即缝至缝缝体和缝至,’。缝三个危岩段总体积约。万危岩体底部为软弱的马鞍段煤系地层和大面积挖煤形,,,,成的采空区下部为瘤状灰岩夹薄层碳质页岩中上部为质地坚硬的厚层灰岩顶部为疙瘩状灰岩夹薄层泥岩,形成了上硬下软的软基座坡体。链子崖危岩体防治工程方案编制技术负责人一,,由于一缝段危岩体紧临长江严重威胁长江航运的安全本文着重分析其变形破坏机制、稳定状态和整治措施。】,,,。一缝段危岩体西边以缝及

4、构成缝的断层为界与核桃背相邻北边和东边都是临空陡崖自然边界。南边以一,一缝含隐伏裂缝为界。底部以马鞍段煤系地层。,。,,为界其边界切割已经完成边界条件清晰一缝段危岩体呈不规则近似扇形块体,,。。,长轴为一向长约短轴为一向宽约缝及缝均穿透煤层该,。段危岩体总体积为万三危岩体成因、破坏机制,,由于链子崖为一单斜构造层面坡上部为坚硬灰岩体下部为极易变形的马鞍段煤系。,,,地层随着长江河谷不断下切软弱岩层被切断临江形成灰岩陡壁岸边山体在卸荷作,,。、,用下底部软层产生压缩变形顶部受拉开裂同时底部煤层乱挖乱采加剧软层压缩,。,,变形裂缝逐步延伸随着采煤坑道不断

5、向山内推进采空面积增大底部不均匀沉陷扩,,,。大上部岩体拉力增加裂缝发展加快并伴随产生新的裂缝尤其经过了近。年的采,,,,,煤活动底部煤层大面积采空导致岩体急剧变形产生数十条裂缝主缝均深切至煤层,局。,裂缝和断裂构造将岩体进一步肢解部危岩块体产生崩塌蠕滑在长期变形作用下前缘岩体受,,,到滑动推力和压力致使崖脚应力集中产生压剪破坏从前沿崖脚软层被部分压碎的现象中可以得到证实。目前危岩体变形日趋加剧,稳定性日益恶化。二、稳定分析一危岩体力学参数取值一缝段危岩体,自上而下分布的软层主要有。,、。、、。及煤层,。对危岩体整体稳定起控制性作用的界面是煤系地层。

6、,,。根据现场调查底部煤层中发现大量擦痕和蜡光面擦痕方向为扩和危岩体的岩层倾向为,因此该方向的位移擦痕为先期顺层蠕滑所留下来的。由于一缝段危岩体顺,正倾角滑动受到核桃背山体阻抗其主滑方向顺缝和煤层组合,因。。,,交线方向改变此位移擦痕亦改变为这实际上是后期位移擦痕也就是危岩体的主滑方向。有限元分析结果证明了这一论点。,又,,根据计算缝受到的法向力为下座力为剪切力为。。。护,这些力在岩层倾向的投影为护可见核桃背对一缝段危岩体起到的巨大的支撑作用。岩体力学参数的取值原则,,、、链子崖岩体力学参数试验年开始至年有长委会中科院岩土所湖北省水文地质大队等单位进

7、行,,了大量现场试验和室内试验工作积累了大量试验资料但在工,,,。作中进行参数取值时应根据取样条件及代表性试验方法结合工程实践综合分析确定一一,,、链子崖危岩体是一个典型的岩质边坡边界条件清晰根据观测资料稳定性反演分析和模型试验,表明危岩体可能破坏的形式是局部崩塌并具有沿煤层整体滑动的可能。因,,此我们认为危岩体力学参数的重点研究对象是在几何条件下存在可能滑动且力学强,‘。,、。度很低的马鞍段煤系地层上部堆积体可能蠕滑的界面前沿陡崖脚下明显产生压碎破坏的软层在选用抗剪强度参数时,应调查了解岩体、软弱结构面的变形运动史。无变形运动史,应,,时取抗剪断峰

8、值强度有变形运动史时应取摩擦强度当变形运动产生很大位移结,,。构面起伏凸体被剪断形成摩擦镜面时应取试验的残余