湖南境内山区公路边坡稳定性研究

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1、湖南境内山区公路边坡稳定性研究【摘要】对湖南某山区公路岩质边坡进行地质勘查，该边坡结构面主要为X节理，一组走向为170°〜265°,另一组走向为105°〜125°,倾角较陡，普遍为50°〜90°o通过编制相应的软件建立坡角为60°、节理倾角为52.5°和90.0。的岩质边坡计算模型，并对该边坡的稳定性进行分析。通过与实际滑坡形式进行对比，模拟效果好，证明微裂纹是控制岩质边坡破坏的主要因素，对理解节理边坡的破坏机制具有重要意义。【关键词】边坡工程；岩质边坡；稳定性本文对湖南某山区公路岩质边坡节理边坡进行地质勘查，获得边坡节理发育情况，基于细观损伤力学，将岩石看

2、作由岩块与微裂纹构成的各向异性材料，根据代表性体积单元中微裂纹的滑裂判断准则，建立了仁瑞寺节理边坡计算模型，对该边坡进行了稳定性分析。揭示了节理控制岩质边坡的破坏形态与发展的过程。1.工程概况湖南某山区公路岩质，属剥蚀性低山地貌，由于修筑公路在该区域周围形成了高2.0〜27.0m（平均15.0m）,长约160m,坡角40°〜85。(平均60。)的人工边坡。边坡地段主要为强风化、中风化板岩夹砂质板岩、局部为变质砂岩，岩体完整程度主要为极破碎〜破碎岩体，其岩体渗透性好。1.节理统计2010年底对该边坡进行了工程地质勘察，岩体结构面主要为2组X型节理，一组走向为1

3、70°〜265°；另一组走向为105。〜125。,节理均为陡倾角，普遍为50。〜90°o场地内节理多为剪性节理，节理面平直，贯通性好，一般延伸长度均大于5mo存在不稳定的含水层，岩体裂隙连通性好且存在泥化夹层，大气降水时，雨水沿节理渗入，节理面抗剪强度降低，不利边坡稳定，同时没有发现断层地质构造。本次勘察对场地内节理进行了测绘及统计。2.地层岩性(1)边坡主要为强风化与中风化板岩，强风化层岩石呈黄绿色、灰绿色，泥质结构、层状构造，部分发生千枚化现象，局部夹0.2〜0.5m厚高岭土化软弱层，岩体完整程度为较破碎〜破碎，基本质量等级为V级，为软质岩，层厚2.0〜

4、10.0m以上。(2)中风化层岩石呈黄绿色、灰绿色，泥质结构、层状构造，节理裂隙较发育，结构面结合程度差，岩体完整程度为较破碎〜较完整，基本质量等级为IV级，为软质岩。本次勘察共取6组中风化砂质板岩岩样分别进行单轴压缩实验和剪切实验，根据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)提供的折减系数，获得边坡岩块与结构面的物理力学参数。4.数值模拟(1)基于ABAQUS有限元软件编制了相应程序，为了分析节理对边坡的影响，忽略强风化与中风化接触面的影响，将边坡看作由中风化板岩构成的均质边坡，建立了该岩质边坡的数值计算模型，如图1所示。物理力学参数取测试结果

5、的平均值。该边坡坡脚60。，坡高15m,边坡包括2组节理，一组为竖向垂直节理组，倾角90°,另一组为斜向节理组，倾角52.5°o(2)采用建立的模型进行边坡开挖分析，由于在实际施工过程中边坡不可能是一次性挖成的，而是逐渐施工并进行支护的。为了分析由于边坡开挖卸荷对边坡的影响，采用一种简便的处理方式，即模型在分析过程中不变化，通过对开挖面进行约束的方式进行地应力施加，然后在后续过程中逐步将约束去除，开挖面的反力即为开挖荷载。对应力释放共分18步进行，由最终效果图可以看出在开挖卸荷后，由于节理的存在，边坡出现了连续的塑性范围。图1双节理岩质边坡模型(3)2011

6、年3月，该节理边坡发生滑坡，形成了体积约为1000m3的滑坡体。严重影响了该地区的安全与旅游,并将道路堵塞。(4)通过模拟滑坡与实际滑坡对比，可以看出节理对岩质边坡的稳定性起着非常重要的作用。由于节理的存在，岩质边坡的破坏形式完全不同于土坡，表现为沿着节理由表及里的发