滑动岩体的锥形高度

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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T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，由于客观原因无法金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

2、及形成的原因边坡岩体变形破坏分为以下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，主要有以下儿种因素。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，临吋荷载增大。(4)自然因素影响，如地震、强

3、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，设计吋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

4、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，有逆向坡，横向坡和顺向坡之分。一般条件F,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。顺向坡吋一般对边坡的稳定性不利，但当岩层倾角^<15°以及^>50°时边坡亦基本属于稳定，当15°

5、验公式：血=2・3(&/10-0.35)二，市已知&值解得血与实地Q值比较，如果°

6、G)/sina代入静力平衡方程：K=Q.cose.tan^+cL/(Q.sinc)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K>1.35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ABCD的滑动岩体，成半角锥体，其中岩层(主结构面)走向AB与边坡面的交角为0，滑动岩体在重力作用下产生新的断裂面与层面交接线BDZ倾角0,同时坡角。方向一致。图中BD=H/sincoCD=H/sina由ABCD按正弦定律及AABC正切关系得：AB=H.

7、sin(a-Q)/C£>=H/(sina.sin69・tan0)AABD面积Fl=BDAB/2ABCD而积F2=H.BC/2滑动岩体的锥形高度：Hz=CD.sin(d-G)滑动岩体的重力及其分布：Q=Fl.Hz・y/3N=Q.coseT=Q.sine极限平衡状态下，抗滑力与滑动力相等，即：T=N・tany+Fl.cl+F2,c2式中，cl、c2—为相应结构面的粘结力；鸭一为其内摩擦角。将相关数值代入，整理后得：H=3.sina・(c1+c2.sine.(an。)/y.cosco(tano)-tani//).sin(a-c

8、)由上式可知：当。趋近于y或是。趋近于90。时，H趋向于无穷大；c、妙及0增大，H随之增人，H随之增人；仅时，H为无穷大，边坡最稳定。力学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、妙值，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