边坡稳定性分析的应用——以人工开挖岩质高边坡为例

发表时间:2021/6/8   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:朱文静
[导读] 摘要:随着技术经济的快速发展,开挖形成的高边坡比重逐渐增大,在四川普遍的红黏土、泥岩的大背景下,定性定量分析人工岩质高边坡的稳定性,做到准确充分认识边坡特性,为其后续治理和加固奠定牢靠基石。
        四川二八二核地质工程有限公司  四川德阳  618000
        摘要:随着技术经济的快速发展,开挖形成的高边坡比重逐渐增大,在四川普遍的红黏土、泥岩的大背景下,定性定量分析人工岩质高边坡的稳定性,做到准确充分认识边坡特性,为其后续治理和加固奠定牢靠基石。
        关键词:边坡 稳定性分析 应用
        1 稳定分析方法
        (1)赤平投影法
        赤平投影法是一种定性分析法,是把点、线、面的位置投影到球面上,然后再把它们投影到赤平面(即通过球心作一个平面)上,化立体为平面。认识边坡特性,则需要研究其所受的结构面情况。由2组结构面控制的边坡,对结构面组合交线与边坡的关系进行分析,一般有以下5种情况。
       
        由3组以上结构面控制的边坡,边坡稳定性分析基本原理与2组结构面相同,只是需要选择最不利的交点来进行分析。比如在判断稳定性时,就要分析交线倾角最大、同时又小于坡角的点,综合分析后先判断出对边坡稳定性有直接影响的2组结构面,再以此2组结构面为依据判断边坡稳定性。
        (2)极限平衡法
        ,Ks—稳定系数,R—抗滑力,T—滑动力。R和T由重力作用、地震作用、外荷载作用、裂隙水作用共同决定受力情况,需要分层迭代计算,人工计算量大,可转换为积分形式,由计算机技术数值计算方法求出,目前常用北京理正岩土软件直接进行分析。
        2 边坡特征
        巴中市南江县磷家坝某边坡为场地平整形成的人工开挖边坡,长约566.5m,整体高度平均约30m,最大高差54m,中部位置有一条宽约2.0m的平台,平台下侧边坡高约19.8m,坡度约68.2°,平台上侧边坡高约26.4m,坡度约68.2°,坡面上分布中等风化泥岩,岩层产状(150°∠15°),无断层、裂隙密集带通过,边坡局部岩体破碎,强风化层厚度大。地层主要由粉粘土、泥岩组成,表层覆盖层厚度1.0~2.0m,泥岩强风化层厚度约3米,强度低,完整性较差,岩层产状150°∠15°。
        该边坡走向160°,边坡岩体发育三组裂隙,L1:70°∠85°,裂隙宽1~3cm,延伸长度约3.0m,裂隙面粗糙裂隙间无充填,局部附有粘性土,见明显地下水侵蚀痕迹。L2:150°∠80°,裂隙宽1~5mm,延伸长度约3~6m,裂隙间距0.8~2.0米,裂隙面粗糙,裂隙间无充填。L3:层间裂隙产状150°∠15°,裂隙宽1~3mm,延伸长度约2~3m,裂隙间距约2.0米,裂隙面平整光滑,裂隙面锈蚀薄膜约0.5~2mm。边坡岩体组合形式为切向坡。
        3 分析结果
        (1)赤平投影法
        根据岩样试验知岩体容重为22.80kN/m3,粘结强度为25.0kPa,内摩擦角为15.0°,对坡面产状100°∠30°、坡顶面产状80°∠40°、L1裂隙产状70°∠85°、L2裂隙产状150°∠80°进行赤平投影法分析,分析结果为结构面的交点⑤与人工开挖坡面(cs)在同一侧,但在开挖坡面投影弧(cs)的内侧,说明结构面组合交线的倾角大于坡角,为稳定结构类型,整段边坡处于基本稳定,局部可能会有掉块、崩塌现象。
       
        (2)极限平衡法
        采用北京理正岩土软件5.6版本计算,将该边坡细分为南段、中段、北段。每一段采用代表剖面进行计算,计算结果为南段在自然状态下Ks(稳定系数)为1.301、暴雨工况下为Ks为1.201,中段在自然状态下Ks(稳定系数)为1.297、暴雨工况下Ks为1.150,北段在自然状态下Ks(稳定系数)为1.286、暴雨工况下Ks为1.119,,该边坡工程安全等级为一级,安全系数Kst=1.35,满足1.05≤Ks≤Kst,属于基本稳定类型。
        4  结束语
        分析表明,赤平投影定性分析结果和极限平衡法定量分析的结果一致,在定性判断的基础上进行定量分析,加强了对边坡的稳定性和危险性的认识,对后续设计加固治理具有一定的意义。
        参考文献:
        [1]雒昕宇,吕梁地区高速公路沿线边坡稳定性分析[J].山西建筑.2020,46(18):81-82.
        [2]GB 50330-2013,建筑边坡工程技术规范[S].北京:中国建筑工程出版社,2013.
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