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1、顺层边坡临界高度的确定喻邦江.鄢霞(贵州省交通规划勘察设计研究院,贵州贵阳550001)摘要:从地质学角度对顺层岩质边坡的稳定性影响因素和破坏机制进行分析,采用界限平衡法基本理论推导出顺层边坡临界高度的计算式,并对实际工程中的顺层边坡临界高度进行计算分析,计算结果与实际情况吻合较好.关键词:顺层边坡;临界高度;稳定性分析;破坏机制;综合治理;预应力锚索中图分类号:U416.14文献标识码:B文章编号: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引言山区高速公路建设中,顺层岩质边坡普遍存在.顺层岩质边坡失稳大多由于修筑路基时对坡体进行切脚开挖,使坡脚出现临空面,连续强降雨诱发边坡沿层面特别是软弱夹层发生顺层滑动.顺层滑移破坏多发生在缓倾或中等倾角顺层边坡.调查发现,倾角在15.以下的顺层高边坡基本可以自稳,其破坏的概率比较小,稳定性比较高;陡倾角的顺层边坡.路堑边坡设计中往往按岩层层面进行放坡,故这类高边坡的破坏也较少;中等倾角的顺层边坡稳定性最差,路堑开挖中不可避免
5、会将岩层切断,开挖边坡切脚,从而引起边坡的顺层滑动.被切断的岩层的稳定状态主要取决于岩层的倾角,软弱结构面的抗剪强度及边坡开挖的坡率和高度.因此本文主要针对中等倾角顺层边坡的破坏机理,影响因素及临界失稳高度进行分析.2顺层边坡的影响因素及破坏机理顺层边坡的变形破坏与地层岩性,岩体结构,地形地貌,水文地质条件,开挖高度,开挖坡率及方式等因素有关.天然顺层边坡上开挖路堑时,岩层被切断,被切断岩层的稳定性不仅取决于软弱层面的产状和抗剪强度,同时还受边坡中地下水的活动及岩层弯曲或断层切割形成的起伏差的控制.边坡中地下水的作用一方面降低了潜在滑动
6、面的抗剪强度.另一方面,地下水水压力作用在滑动面产生的拖曳力作用,加速了边坡岩体的破坏.顺层失稳的原因可能是材料破坏,也可能是结构溃屈.顺层边坡失稳多由结构溃屈引起.顺层滑坡产生的一般规律是:边坡开挖,坡体形成一边坡在自重作用下,岩层沿软弱夹层或层理产生剪切滑移,在中下部的岩层向临空方向轻微弯曲,坡面隆起,并伴有坡体扩容一随着滑移量的增加,在弯曲段的坡面产生张挣裂隙,并在剖面上伴有x共轭状裂隙,当弯曲,隆起发展到一定阶段,边坡产生溃屈或弯折破坏一滑坡及后期改造阶段,岩块在发生突发性破坏以后,又达到了新的平衡中缓倾角顺向边坡滑移一弯曲破坏
7、(溃厢)过程一般经历四个阶段(如图1所示):a)滑移一轻微弯曲阶段;b)滑移一强烈弯曲一隆起阶段;c)滑移一碎裂一散体化阶段;d)整体失稳阶段.1滑移一弯曲破坏演化梗式3边坡失稳临界高度的确定在山区高速公路建设中,将不可避免地遇到大量的顺层边坡,顺层边坡的临界高度,开挖坡率的确定对工程实施具有现实的指导意义.现国内许多学者和专家对顺层边坡的稳定性已经进行了广泛的研究.以孙广忠教授为首的专家学者利用材料力学中的压杆稳定理论对顺层边坡稳定的判据进行了研究,李强I2l把岩板弯曲问题视为弹性理论的薄板稳定问题,根据能量平衡求解方程,最后推导顺层
8、边坡临界坡高如下:(I)式中:,,——岩板弹性模量,泊松比和容重;Ot,——岩层的倾角和岩层的厚度(即滑面上岩层的总厚度):,C——内摩擦角和滑面内聚力:——临界高度.边坡失稳的判据为:K=H√日≤1.综合
