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1、順層邊坡臨界高度的確定喻邦江.鄢霞(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院,貴州貴陽550001)摘要:從地質(zhì)學(xué)角度對順層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性影響因素和破壞機制進(jìn)行分析,采用界限平衡法基本理論推導(dǎo)出順層邊坡臨界高度的計算式,并對實際工程中的順層邊坡臨界高度進(jìn)行計算分析,計算結(jié)果與實際情況吻合較好.關(guān)鍵詞:順層邊坡;臨界高度;穩(wěn)定性分析;破壞機制;綜合治理;預(yù)應(yīng)力錨索中圖分類號:U416.14文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1002—4786(2010)09—0063—03D0I:10.3869~.issn.1002—4786.2010.09.006Deter
2、minationofBeddingRockSlopeSCriticalHeightYUBang-jiang,YANXia(GuizhouCommunicationPlanningSurveyandDesignAcademy,Guiyang550001,China)Abstract:Fromtheaspectofgeology,theinfluencingfactorsandfailuremechanismofbeddingrockslopeisanalyzed.Thecalculationformulaofcriticalheighto
3、fbeddingslopeiseducedapplyingthefundamentaltheoryofboundbalancemethod.Thecriticalheightofbeddingslopeofanactualengineeringiscalculatedandanalyzedthroughadoptingthemethod,theresultisinagreementwiththepracticalstates.Keywords:beddingslope;criticalheight;stabilityanalysis;f
4、ailuremechanism;comprehensivetreatment;prestressedcable1引言山區(qū)高速公路建設(shè)中,順層巖質(zhì)邊坡普遍存在.順層巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)大多由于修筑路基時對坡體進(jìn)行切腳開挖,使坡腳出現(xiàn)臨空面,連續(xù)強降雨誘發(fā)邊坡沿層面特別是軟弱夾層發(fā)生順層滑動.順層滑移破壞多發(fā)生在緩傾或中等傾角順層邊坡.調(diào)查發(fā)現(xiàn),傾角在15.以下的順層高邊坡基本可以自穩(wěn),其破壞的概率比較小,穩(wěn)定性比較高;陡傾角的順層邊坡.路塹邊坡設(shè)計中往往按巖層層面進(jìn)行放坡,故這類高邊坡的破壞也較少;中等傾角的順層邊坡穩(wěn)定性最差,路塹開挖中不可避免
5、會將巖層切斷,開挖邊坡切腳,從而引起邊坡的順層滑動.被切斷的巖層的穩(wěn)定狀態(tài)主要取決于巖層的傾角,軟弱結(jié)構(gòu)面的抗剪強度及邊坡開挖的坡率和高度.因此本文主要針對中等傾角順層邊坡的破壞機理,影響因素及臨界失穩(wěn)高度進(jìn)行分析.2順層邊坡的影響因素及破壞機理順層邊坡的變形破壞與地層巖性,巖體結(jié)構(gòu),地形地貌,水文地質(zhì)條件,開挖高度,開挖坡率及方式等因素有關(guān).天然順層邊坡上開挖路塹時,巖層被切斷,被切斷巖層的穩(wěn)定性不僅取決于軟弱層面的產(chǎn)狀和抗剪強度,同時還受邊坡中地下水的活動及巖層彎曲或斷層切割形成的起伏差的控制.邊坡中地下水的作用一方面降低了潛在滑動
6、面的抗剪強度.另一方面,地下水水壓力作用在滑動面產(chǎn)生的拖曳力作用,加速了邊坡巖體的破壞.順層失穩(wěn)的原因可能是材料破壞,也可能是結(jié)構(gòu)潰屈.順層邊坡失穩(wěn)多由結(jié)構(gòu)潰屈引起.順層滑坡產(chǎn)生的一般規(guī)律是:邊坡開挖,坡體形成一邊坡在自重作用下,巖層沿軟弱夾層或?qū)永懋a(chǎn)生剪切滑移,在中下部的巖層向臨空方向輕微彎曲,坡面隆起,并伴有坡體擴容一隨著滑移量的增加,在彎曲段的坡面產(chǎn)生張掙裂隙,并在剖面上伴有x共軛狀裂隙,當(dāng)彎曲,隆起發(fā)展到一定階段,邊坡產(chǎn)生潰屈或彎折破壞一滑坡及后期改造階段,巖塊在發(fā)生突發(fā)性破壞以后,又達(dá)到了新的平衡中緩傾角順向邊坡滑移一彎曲破壞
7、(潰廂)過程一般經(jīng)歷四個階段(如圖1所示):a)滑移一輕微彎曲階段;b)滑移一強烈彎曲一隆起階段;c)滑移一碎裂一散體化階段;d)整體失穩(wěn)階段.1滑移一彎曲破壞演化梗式3邊坡失穩(wěn)臨界高度的確定在山區(qū)高速公路建設(shè)中,將不可避免地遇到大量的順層邊坡,順層邊坡的臨界高度,開挖坡率的確定對工程實施具有現(xiàn)實的指導(dǎo)意義.現(xiàn)國內(nèi)許多學(xué)者和專家對順層邊坡的穩(wěn)定性已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的研究.以孫廣忠教授為首的專家學(xué)者利用材料力學(xué)中的壓桿穩(wěn)定理論對順層邊坡穩(wěn)定的判據(jù)進(jìn)行了研究,李強I2l把巖板彎曲問題視為彈性理論的薄板穩(wěn)定問題,根據(jù)能量平衡求解方程,最后推導(dǎo)順層
8、邊坡臨界坡高如下:(I)式中:,,——巖板彈性模量,泊松比和容重;Ot,——巖層的傾角和巖層的厚度(即滑面上巖層的總厚度):,C——內(nèi)摩擦角和滑面內(nèi)聚力:——臨界高度.邊坡失穩(wěn)的判據(jù)為:K=H√日≤1.綜合
