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摘要:针对于边坡问题来说,特别是指山区边坡问题仍然是影响着基础建设、社会以及科技发展、经济进步的重大地质灾害因素。据我国多年的地质灾害统计,全国的地质灾害多以滑坡及崩塌等突发性地质灾害为主,在这其中滑坡灾害最为严重,因此对于岩质边坡稳定性分析与锚固设计优化具有重要的现实意义。基于此,本文将针对岩质边坡的分类以及稳定性特点、影响岩质边坡的稳定性因素以及稳定性分析方法进行分析,并提出锚固设计优化策略。
关键词:岩质边坡;稳定性;锚固设计优化
前言
针对于岩质边坡整治这一方面来说,锚固技术由于具有突出性的特点,被广泛的运用,一直以来都是岩质边坡整治的主要技术手段。但岩质边坡的稳定性因素、破坏程度及复杂的影响因素等导致锚固技术的运用及锚固设计存在一定的不足之处,如何将锚固设计进行优化,达到最佳的整治效果已经成为广大相关工作人员主要研究问题。因此,笔者在针对岩质边坡稳定性分析的基础上提出锚固设计优化策略,促进我国岩质边坡整治效果进一步提高。
一、岩质边坡稳定性分析理论
(一)岩质边坡的分类及其稳定性特点
各种性质的岩土体是岩质边坡的的载体,所以,岩质边坡的稳定性将直接受到岩土体性质的影响。因此,对于不同岩土体性质进行分类是研究岩质边坡稳定性的重要途径,也是十分有效的办法。另外,针对于岩质边坡的稳定性来说,在很大的程度上是由于岩体中的控制结构决定,所以针对于不同岩土性质进行合理的分类,是掌握不同类型岩质边坡稳定性的基本条件。根据于国内的岩质边坡多种类型来分析可以将其分为五大种类,分别为完整岩体边坡、块状边坡、层状边坡、破裂边坡以及散体边坡。本文针对完整岩体边坡以及块状边坡为例进行分析。
其一,完整岩体边坡。完整岩体边坡具有完整的结构,那么就意味着其具有较少的节理裂缝发育,缺乏贯通性,但完整岩体边坡具有较高的抗压强度。这种类型的岩质边坡稳定性通常情况下较高,但是在实际的运用过程中边坡非常容易受到风化以及构造应力长期的影响,所以,这种类型的岩质边坡并没有被广泛的运用[1]。
其二,块状边坡。块状边坡简单来说就是指岩体是通过两组或者是两组以上的不同产状的原生或者是次生节理面共同切割,以块状为基础的岩质边坡。块状边坡的整体稳定性较好,非常容易导致高徒边坡的状况发生,并且块状边坡的稳定性受到节理的不利组合以及结构面抗剪强度的直接影响。
(二)影响岩质边坡稳定性的因素
能够影响到岩质边坡的稳定性因素非常复杂,多种多样,一般情况下都会将影响岩质边坡稳定性的因素分成两大种类,分别为地形地质形成条件以及触发因素。另外,针对于不同的岩质边坡不同的影响因素会起到不同的主要作用,并在影响着岩质边坡稳定性的主要因素中,主要因素的变化可能会导致其他因素发生变化,因此,为了能够更加合理有效的分析影响岩质边坡稳定性的因素,为争执提供科学依据,那么就需要针对特定的岩质边坡进行详细的分析。针对于这种情况来说,影响岩质边坡稳定性因素可以分为边坡结构特征、工程地质条件、结构面、水影响、岩质边坡植被以及工作条件、初始地应力、以及其他因素。
在边坡结构特征中包括岩层倾角、边坡的高度以及边坡角的大小、边坡走向以及岩石走向之间的夹角和岩层产状。工程地质条件中包括地层岩性、岩体应力、岩土的性质、岩体的结构以及构造和地形地貌。在水的影响中包括溶蚀以及浅蚀作用、软化、侵蚀冲刷等等因素。以上这些因素都能够影响到边坡稳定性。
(三)岩质边坡稳定性的分析方法
极限平衡分析法。这是一种较为传统的分析方法,并且已经十分成熟,此方法在逐渐的发展过程中已经成为了一套具有十分强大适用性的岩质边坡稳定性分析方法理论[2]。在运用极限平衡分析法的过程中,例如:岩质边坡是由于滑体沿着滑动面形成滑动现象进而导致岩土体发生破坏的情况下,如已经知道了滑动面,滑动面的形状可以是平面也可以是圆弧面等等,那么首先要将有滑动趋势范围内的岩质边坡按照相关规定划分为一个又一个的小块体,然后通过分块的静力平衡原理或者是在斜坡上由于滑动面而形成的隔离体进行分析,就能够得出在各种破坏状态下,斜坡的受力状态,以及在斜坡上存在的抗滑力以及下滑力之间的定量关系,进而得出岩质边坡稳定性。运用极限平衡分析法具有模型简单、较为简便的计算公式以及具有实用性特点,能够解决与各种复杂滑面状态下的岩质边坡稳定性,所以在分析稳定性的过程中极限平衡分析法被广泛的运用。但是在运用极限平衡分析法的过程中还存在着一定的局限性,其一,需要在分析之前提前做好边坡中存在滑动面的假设。其二,不能够充分的考虑到土体以及支护结构之间的作用。其三,不能够将边坡以及支护结构之间的移动情况计算出来[2]。
二、锚固设计优化策略
首先,锚索设置位置优化。大量的实验研究表明,在岩质边坡的稳定性中锚索设置位置对其有着直接的影响,并且影响效果十分明显,另外,如果锚索设置位置由于坡趾角向坡顶角的位置移动,那么这种情况下会导致岩质边坡的安全系数大幅度下降,因此,当岩质边坡运用到单锚加固边坡时,锚索设置位置应处在坡角附近。
其次,锚索设置角度优化。根据已经具备的岩质边坡实际情况进行分析,锚索角度无论是过大还是过小都会为岩质边坡的稳定性带来一定影响,并且还在一定程度上产生浪费的现象。其主要原因就在于预应力锚存在着一定差异的作用机理认知,具有一定代表性观点是平行论以及垂直论。平行论就是指为了能够使得预应力抗滑的效果最大化,预应力的方向要尽可能的保持与滑动方向相反。而垂直论就是指在最为经济合理的基础上垂直滑动面的预锚最短。基于此,无论是针对于平行论还是垂直论来说都与锚索和锚索所处的滑裂面之间存在相应的角度关系。根据与相关的稳定性分析方法以及破话准则进行分析,能够得出当锚索拉力做工处在最大的状态时,就能够计算出锚索设置位置最佳角度。
总结
虽然我国在边坡地质灾害的研究以及治理上取得了很大程度上的进步,但是边坡地质问题仍然是影响着我国经济进步以及社会发展的主要地质灾害问题,因此应积极针对岩质边坡稳定性进行分析,探索优化锚固设计的有效方式,并加强研究分析技术以及优化技术力度。
参考文献
[1]杨锡江.岩质边坡稳定性分析理论与锚固设计优化[J].中国公路,2020 (05):106-107.
[2]王恒涛,王怀勇.运动学和极限平衡法相结合边坡稳定性分析[J].有色设备,2020(01):38-41.
[3]温先琴.某顺层岩质边坡的稳定性分析与处治措施探讨[J].路基工程, 2019(06):191-193+201.