2014年11月
建与装饰
地质?助察测绘
影响岩质边坡稳定性的工程地质条件探讨
黄键石丹冬马天华
(重庆一三六地质队重庆401147
摘要:岩质边坡是由人工开挖造成或者自然形成的。由于岩质岩体本身变形性能和工程地质条件,有些边坡稳定性
欠佳,对其德定性的研究是有必要的。
关键词:岩质边坡;稳定性;工程地质;条件分析
中图分类号:P642.2
文献标识码:B
文章编号:1673-0038(2014)45-0091-02
引言
式中:4为成力第一不变量:与为偏应力第二不变量:a,8ら,均
随着我国水利水电程建设的快速发展,出现了大量的岩质「为 Drucker-prage准刘的相关参数
边坡『程问题,有些岩质边坡的稳定性题青接決定着1程修「2边坡稳定性与粘聚力关系
建的可行性。这的岩质边坡是指坡向与边坡层状基岩的倾向
在无
地下水位,取c=15°,20°,25°,30°,35,40,509共7个
接近或大体一致的边坡
值,其他参数不变,c与边坡的稳定
安全系数的关系见图2。
1边坡工程概况
某水电站边坡工程位于西南部山区,地形地貌条件分复
1.5
朵,自然边坡高陡,基岩裸蕗,边坡稳定性较差,其中边坡的稳定
拟州
性问题较为突出。自然边坡高大于300m,开挖边坡高约125m,宽
K0.5
约130m,开挖坡比1:0.5,性以花岗岩为主,岩石组分中石英含
量约占35%,钾长石含量大于20%,斜长石约占40%,黑云丹
粘聚力
3%,角闪石1%,铁矿石少许。其软弱火层厚度为1-5mm,其倾余
图2边坡稳定性与粘聚力c的关系
方与基岩倾向星关系,依据试验资料,软弱夹层的强度参数为c
由图2可以看出,安全系数与粘聚力基木上保持线性关系,
30Pa=25边坡设计断面如图1所示。岩体物理力学指标如「随着結聚力c的増人,安全系数F也随之増大。边坡稳定安全系
表1所示
数F,对于岩体粘聚力c的变化率为0.006~-0.028,平均值为
0.017
2.3边坡稳定性与内摩擦角关系
在无地下水位时,取=15°,20°,25°,30°,35°,40°,45的7
个值,其他参数不变,与边坡的稳定安全系数的关系见图3
l.5
0.5
20
图1边坡设计断面图
内摩擦角以°)
表1岩体物理力学指标值表
图3边坡稳定性与内摩擦角心的关系
地层岩性天然容重(kNm)饱和容重(kNm3)内摩擦角)粘聚力MPa)
由图3可以看出,交全系数与内摩擦角Φ基本上保持线性
强风化强卸荷
30
0.30
关系,随着内摩擦角的増大,安全系数F也随之増大。边坡稳
弱风化弱卸荷
26.8
0.6
定安全系数F、对于岩体内摩擦角的变化率为0.008~-0.04,其
弱风化上
26.8
27.0
0.93
弱风化下
平均值为0.02
微新
2.4边坡稳定性与地下水位的关系
2岩质边坡稳定性数值模拟研究
本文将地下水位的高度以水位线距边坡顶面的离米表
地下水位为0时表示地下水位线沿边坡坡面分布。计算中考虑
2.1有限元模型
了渗水压力的影响作用,取地下水位为0,1,2,3,4,5共6个值
本次分析计算将岩土体材料视为各向同性的理想弾塑性材「其他参数不变,h,与边坡的稳定安全系数的关系见图4。
料, Drucker- Prager服准则可以较准确描述这类材料, Drucker-
山图4可以看出,边坡稳定安全系数F、对地下水位h。的反
Prager函数的表达式如下:
应比较敏感,随着地下水位ho的不断升高,边坡稳定安全系数F
F=V3 al, +V3J
逐渐小。边坡稳定安全系数F对于地下水位h的变化率为
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力,主动提供抗滑力,从而防止了潜在的破坏,确保边坡的稳定
a.8
06
4.,2岩质边坡生态防护方案
04
4.2.1客土喷播
该技术措施在国外生态防护中运用得比较多,并且取得了良
好的效果。具体的实施方法为:利用客土呦射系统将绿化基材
地下水位M。
图4边坡稳定性与地下水位h关系
植物种子、植壤十、水等按照规定的比例进行搅拌,使其成为均
0.02~0.04,其平均值为0.03。
匀的混合物,并按照设计厚度均匀地喷射到防护的石质边坡上
2.5边坡稳定性与结构面倾角关系
从而为植物的生长创造适宣的环境。客上喷播措施主要通过基
为研究结构面倾角与边坡稳定交全系数的关系,依次改変勢/村、错杆、复合材料网、植被共同发挥作用,从而达到防护坡面的
构面倾角为15°,20°,25°,30°,34,35°,40°,45°共8个值,保持な/的。该技术的优势和特点为:通过植被覆盖能够保护:壊免受
他参数不变,边坡结构面倾角与边坡稳定安全系数的关系见图5。
雨水直接冲刷,阻止水流形成;在表上层形成根系,从而能够抑
制暴雨侵蚀边坡,提高土体抗剪能力,有利于増强边坡的稳定
1.5
性,提高边坡抗雨水冲刷的能力,进而达到对边坡有效防护的目
的,确保公路工程安全,也起到美化周围环境的日的。
1
.2.2草包技术
0,5
将植物的种子播撒在2层布质或者纸质无纺布中间,制成草
0
310
3540
包,装十之后就能够长成草坪。在山崖之问形成具有特色的白然
岩层倾角八
景观,既能够体现植物的顽强生命力,述能够起到美化环境的作
图5边坡结构面倾角与安全系数关系
用
由图5可以看出,当边坡结构面倾角小于34时,结构面倾「4.2.3喷混植生
角与边坡安全系数成反比关系,计算表明此范围内结构面倾角
这是一项新的技术措施,既具有边坡防护的效果,也具有生
越小则越有利于増强边坡的稳定性:当结构面傾角大」34时,」态绿化的作用。它能够使植物在短时间内生长,并达到良好的绿
边坡安全系数与结构面倾角成正比关系,计算表明在此范围内」化效果。具体的实施方式为:采用杆加固铁丝网技术,利用特
倾角越大则越有利于増强边坡的稳定性:边坡稳定安全系数F,」制喷混机械将混合干料加水后喷射到岩面上,其中混合干料包
对于结构面倾角的变化率为0.0024~-0.09,平均值为0.05
括士壤、有机核心料、粘结剂、植物种子等,喷射到岩面上.后能够
3结论
形成10cm厚的硬化体,从而实现对边坡工程的防护和生态绿化
根据⊥述计算结果,岩质边披的4个主要影响因素对边城稳「的效果
定性影响按敏感程度大小依次排序为结构面倾角、地下水、内摩「5结束语
擦角和粘聚力。其中结构面倾角的变化对边坡稳定性影响最敏
综上所述,影响岩质边坡稳定性的主要因素有结构面倾角大
感,在木工程地质条件下倾角为34时,边坡稳定性最差,是边坡」小、粘案力、内摩擦角、地下水以及节理裂隙切割状况等。柔性防
程治理中应重点关注的岩体部位。质边坡的稳定性受软弱「扩措施可以有效加固岩质边域,保障边坡交全,还降低了对周制
结构亩的强度参数控制非常叨显,其软弱结构面的强度越高,则「环境带来的不利影响。在整个菜性防护区域内,上体
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