斜坡岩土体稳定性的工程地质分析

摘要

本次综合训练主要分析斜坡土体的工程地质稳定性,根据极限平衡法计算工程实例中斜坡稳定性,得出该斜坡在天然条件下稳定,在饱水情况下不稳定,水对该斜坡稳定性影响较大,通过疏干排水法来治理,并加以辅助缓坡清理法、减重压脚法和机械加固法来综合治理,以达到边坡稳定的目的。

关键词:土体稳定性  极限平衡法  治理措施

引言

本次综合训练通过对斜坡变形破坏的基本类型及一般特征;斜坡稳定性评价的基本方法;防治斜坡变形破坏的基本原则及主要措施等知识的理解,分析斜坡岩土体稳定性的工程地质情况,结合工程实例,得出最终结果。

1工程实例

某公路土质边坡剖面示意图如图1,边坡参数见表1,根据表内数据进行设计计算。试判断该边坡的稳定性,并根据边坡稳定性分析情况,分析其可能发生的破坏类型,并提出相应的治理措施。

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2边坡稳定性分析

根据工程实例的情况,资料不全面的情况不适用定性分析,和定量分析中的数值法和概率分析法,在下面简单介绍本工程实例适用的极限平衡计算法。

2.1边坡概况

该边坡为土质边坡,边坡长度与高度比例约为2:1,坡度约为26°,地下水位面较浅。

2.2极限平衡计算法 

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2.3根据极限平衡法计算

根据上述极限平衡法,计算结果如下(表3):

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其中

剩余下滑力=下滑力-抗滑力(2.4)

安全系数K=抗滑力/下滑力(2.5)

3边坡稳定性情况分析及治理措施

3.1根据极限平衡法计算结果分析

由上述(表3)计算结果可得出:

天然条件下,边坡划分的9块条块中E1、E8条块剩余下滑力(滑坡推力)大于0,但于E9滑块为滑块末尾剩余下滑力小于0,切E9滑块的K值=1.36大于规定的1.20~1.25,其余滑块大多也大于1,趋向于稳定,因此从E2开始下部块体都较为安全,所以该边坡在天然条件下较为稳定。

饱水情况下,边坡划分的9块条块中是E1、E4、E5、E6、E7、E8、E9 条块剩余下滑力均(滑坡推力)大于0,E9滑块为滑块末尾剩余下滑力大于0,安全系数值远小于1因此在饱水条件下该边坡不稳定,需要治理。

由上述得出,该边坡在天然状态下是较为稳定的,但是在饱水情况下不稳定,容易发生破坏。

3.2斜坡破坏分析

由斜坡几种基本破坏形式,及数据分析可初步得出结果为滑坡。但不排除小型崩塌、掉块和形成不稳定的土体的可能。

具体来看

    (1)天然情况下

该土质边坡是较稳定的,一般不发生破坏。但为了安全起见,也可以采取一定的措施。

    (2)饱水情况下

由边坡稳定性分析情况来看,边坡从E3及以上较为稳定,E4及以下安全系数小于0不稳定。

从整体来看,该土质边坡更能发生滑坡;从部分情况来看边坡在E3与E4块体直接可能发生拉裂破坏,又由于该边坡为土质边坡塑性较高,那么边坡下部分很可能发生塑性变形,这种情况很可能由于下部岩土体的滑移,带动上覆岩土体移动,并且由于饱水情况下,土体的内聚力,内摩擦角都相应减小,岩土体更偏向塑性流动,可能引起更大破坏。

也有可能在边坡下部发生滑坡后,与上部拉裂后,上部土体被孤立,然后使坡面更为陡峭,使上部土体也随之不稳定发生滑坡,也有可能发生小型崩塌。

3.3边坡稳定性治理措施

根据上述的治理办法,综合该土质边坡的在天然条件下稳定,在饱水情况下不稳定的情况,分析出地表水对该边坡的影响较大,因此该边坡最适用于用疏干排水法来治理,采取地表排水,并在斜坡坡体及护墙脚处设计排水设施,排除坡内积水,减小地表径流对斜坡坡体的影响,并加以辅助减小滑体下滑力和增大抗滑力措施,(缓坡清理法与减重压脚法),再综合机械加固法(采用锚杆(索)加固边坡,采用喷射混凝土加固边坡,采用抗滑桩加固边坡,采用档土墙加固边坡,采用注桨法加固边坡)来治理,以达到边坡稳定的目的。

4结论

天然条件下该边坡E9滑块安全系数K值是1.36,大于规范规定的1.20~1.25,在边坡上部存在滑块安全系数K值小于安全规定,故边坡较为稳定,也需要一定的加固措施。

在饱水情况下该边坡滑块安全系数K小于1,远小于规范规定的1.20~1.25,故边坡是不稳定的。

水对该边坡的影响较大,最适宜的治理措施是疏干排水法,来减少该边坡的含水量,在护墙脚处一定要设排水措施,排除坡内积水,减小地表径流对斜坡坡体的影响。再综合缓坡清理法、减重压脚法和机械加固法来综合治理,以达到边坡稳定的目的。

参考文献

[1]张倬元,黄润秋等.工程地质分析原理.第三版.北京:地质出版社,2009

[2]中国选矿技术网,不稳定边坡的治理措施

[3]百度文库,斜坡稳定性评价及其思想原理

[4]百度知道,斜坡变形破坏的防治原则及措施

[5]百度文库,辽宁工程技术大学本科毕业设计(论文)写作规范