山区公路边坡岩体结构特征及边坡失稳研究

来源:用户上传      作者: 李鹏业 李志清

　　1、公路边坡特点
　　
　　根据对不同类型边坡变形破坏机制的分析，进行滑坡(边坡)稳定性分析，提出治理方案，取得了明显的效果。但值得注意的是，这些研究多是针对水电工程和大型滑坡工程进行，公路边坡与水电边坡有着较大差别，主要在于：第一，水电边坡规模大，但灾害点少；公路边坡规模比水电边坡小，但为线性工程，点多面广。第二，水电边坡地质资料丰富、详细，地质信息较完备，公路边坡地质资料则较少，地质信息很不完备，且地形、地质条件差异大，边坡条件复杂多样。因此，上述边坡变形破坏机制研究成果就不一定适合于公路边坡，其研究方法和研究手段也不一定适合公路边坡。如何根据公路的特点，研究总结边坡变形破坏机制、探索边坡变形破坏机制的研究方法，将是边坡加固研究的重点。
　　
　　2、边坡岩体结构特征
　　
　　水边坡岩体常常由两种甚至更多的岩组所构成，岩组之间以分段、互层或某一岩组占主导地位的形式出现。在调查中发现，结构类型相似的边坡，其稳定性视岩性组合的具体情况差异变化很大。某些边坡形状和结构类型类似，泥岩和砂岩交替成层。某些边坡砂岩覆盖于泥岩之上，将泥岩封闭于坡内，边坡稳定性较好，而有些边坡泥岩出露，大量风化剥落，致使边坡稳定性较差。对于路堑边坡而言，不同岩性组合对边坡稳定性的影响有以下几条规律：
　　2.1软硬岩交替边坡。软硬岩水平交替：不同岩组物理力学性质的不同导致边坡局部稳定性差异。边坡上行线方向一侧岩性为粉砂岩与泥岩互层，另一侧为灰岩，岩质相对坚硬，以至于边坡两侧稳定性差异很大。砂泥岩段施工期间曾发生滑塌破坏，而灰岩段稳定性很高，边坡开挖后仍具有很好的自稳能力。软硬岩垂向交替：若软岩下伏于硬质岩体，形成“软弱基座”，软岩在上覆岩层的压力作用下，产生塑性流动并向临空方向挤出，导致上覆较坚硬的岩层拉裂、解体和不均匀沉陷，即使岩层平缓，边坡仍容易发生变形破坏，平推式滑坡就是这种破坏方式的典型实例；相反，若软岩超覆于硬岩之上，边坡的整体稳定性相对较好。
　　2.2软硬岩等厚互层边坡。水平一缓倾顺向岩层：受边坡开挖影响，软岩大面积暴露，并作为软弱滑移面控制着边坡的稳定性。倘若不及时治理，软岩长时间暴露于坡外，坡体沿平缓结构面向坡前临空方向缓慢蠕动，并于锁固段产生拉张裂隙，一旦软弱层面遇水软化，岩体加速变形，极易导致滑移压致拉裂或滑移一拉裂型破坏。中―陡倾顺向岩层：这类边坡由于岩层倾角较大，沿岩层层面开挖可以满足边坡设计坡比要求，所以往往很少因开挖而切穿岩层。若硬岩暴露于坡外，则边坡稳定性通常较好，反之稳定性较差。反向岩层：边坡不易发生滑动破坏，但受软岩影响，小规模崩塌及碎落成为边坡可能的破坏方式。
　　2.3软硬岩不等厚互层边坡。顺向岩层：当边城由软岩夹硬岩组成时，硬岩在坡内起到阻隔作用，减小软岩的连续性，并控制着软岩内裂隙的延伸，类似于在软弱材料中加筋，使材料的强度得到有效的提高；当边坡由硬岩夹软岩组成时，软岩控制了边坡的整体稳定性，当岩层临空时，极易发生滑移变形，而硬岩的强度对边坡稳定的贡献甚微。反向岩层：边坡的稳定性与软硬岩各自所占的比例密切联系，换而言之，硬岩的比例越高，边坡相对更稳定。
　　
　　3、边坡失稳的主要原因
　　
　　影响边坡失稳的内部因素主要有以下几个方面：在一定深度范围内存在软弱结构面。其抗剪强度较小，当底部开挖后支承力减小，加之水的作用降低了滑动面的抗剪强度，因而容易造成边坡失稳；开挖过程中由于应力重新调整，其变形可能危及公路路基或建筑物的安全；
　　虽然边坡开挖后，岩体质量较好，尚未进入塑性状态，但围岩总要产生一定量位移，这也将影响建筑物的正常使用。导致边坡失稳的原因是多方面的，边坡的环境地质条件是其主要内因，对稳定性问题认识不足、边坡设计不合理、加固措施和施工工艺不当、施工质量得不到可靠保证则是其主要外因。
　　
　　4、公路边坡治理的措施
　　
　　4.1改变边坡几何形态，提高边坡的稳定性。主要包括：消减推动滑坡区的物质，对于岩质边坡大多在边坡的中上部放缓边坡，而滑坡体多是消减滑面陡倾区的边坡岩土体，反压增强滑坡稳定区的物质；减缓边坡的总体坡度。
　　4.2边坡地表排水。有效的排出边坡的地表水以防止降雨人渗增加坡体的重量和使边坡岩土体弱化，采用的方式是在坡体中和坡体外围修建排水沟；排出坡体内部的地下水，一般采取水平或垂直的排水钻孔、盲沟等。
　　4.3支挡结构物。采用的支挡结构物有重力式挡土墙、抗滑桩、现浇混凝土连续墙、加筋土挡墙、岩石坡面防护网等。
　　4.4边坡内部加强。采用内部加强的主要措施有岩石锚固、土锚钉、预应力锚索、灌浆等。
　　公路边坡治理的措施很多，但针对某一具体的边坡整治，如何选择合理而有效的技术措施，是整治工程能否达到预期目的的关键。而在众多的边坡处理措施中，使用最多、最常见的是边坡锚固措施，在这些工程中之所以采用这些加固措施是由工程的特点和锚固的特点共同决定的。由于边坡的有效整治既要基于对边坡的稳定性、失稳滑坡形成条件、发生原因、变形破坏机制、几何边界条件(可能的滑动面、滑动面的埋深和形状)和运动过程稳定性现状等的正确认识，又要通过各种可能采用的整治方案的技术经济比选之后确定是绕避或治理，所以大型边坡整治工程的实施一般经过勘察、设计、施工、维护(监测效果)等阶段，逐步查明原因、机制，选择可能方案，论证各种方案的可行性并选定处理方案，施工并监测治理效果。地质勘察资料的准确性、设计方法的正确性、施工技术的可靠性、使用维护的合理性，是减少灾害诱因、保证治理效果的必要条件。同时，由于边坡本身有许多不确定性因素，所以设计应有一定的灵活性，给监测和施工验证后修改设计留有余地。
　　
　　5、结束语
　　
　　公路边坡治理工程是一个复杂的岩土工程，不只体现在支挡工程本身，根本在于对地质体的认识。因此，需要查明边坡体稳定性的主要控制因素，借鉴新理论和新方法，认清边坡体变形破坏机理，研究其可能的破坏方式，提出有效的稳定性评价方法，设计出合理的边坡，制定合理的治理方案，从而为公路边坡失稳的综合防治提供依据。

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