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1、·岩土工程·岩质边坡可能的失稳判断方法邹元红(中铁第十八局集团第三工程公司河北涿州072750)摘要判断不同岩质边坡结构面构成的块体在特定的条件下是否具备临空面,以及是否滑动的可能性,其分析步骤不仅十分繁琐,而且其空间概念十分抽象,难以把握。介绍一种能有效判断岩质边坡是否可能失稳的方法,即赤平极射投影法,并在具体工程中得到成功应用。关键词岩质边坡失稳模式赤平极射投影法中图分类号U445.223文献标识码B文章编号100924539(2009)0820088204JudgmentoftheRockSlope’sPossibleInstabilitywiththeS
2、tereographicProjectionMethodZouYuanhong(ChinaRailway18thBureauGroupCo.Ltd.,Zhuozhou072750,China)AbstractTheblocksformedbydifferentrockslopestructureswillbejudgedontheirfreesurfaceandthepossibilityofslidingunderspecialconditions.Buttheanalysisandproceduresarequitecomplicated,andthespa
3、ceconceptisveryab2stract.Thestereographicprojectionmethod,whichcaneffectivelyjudgethestabilityofrockslope,isintroduced,andhasbeenappliedsuccessfullyinsomeprojects.Keywordsrockslope;instablemodel;stereographicprojectionmethod赤平面上的极射投影。岩层产状对于走向南北、倾向1失稳模式的初步判断东、倾角为α的结构面,它的赤平极射投影见图1a。边坡发
4、生的多种破坏形式是由岩体中结构面的产状控制的,因而,也是可预知的。岩体中通常存在三、四组结构面,再加上规模较大的断层,这些结构面的组合有的可能构成不稳定块体下滑,有的则不可能形成不稳定的岩体。下面介绍一种比较有效的判断方法,即赤平极射投影法。赤平极射投影法可用来表示边坡变形的边界条件,即可表明各组结构面的组合关系,滑动体形态与边坡倾向、倾角的关系,从而可对边坡的稳定图1赤平极射投影示意性作定性分析,并便于进一步作力学计算。图1a中赤平面上的E、S、W、N分别代表东、南、1.1赤平极射投影法原理西、北,通过S2N(结构面的走向)线作倾向E(东)、赤平投影是利用一个
5、假想球体作为投影工具,如倾角为α的一个圆面,即球体中的SHNK圆,此即代图1所示。通过球心O作一赤道平面NESW,从球体表该结构面。的下极点F向上半球面发出射线,如FS、FH、FN等,结构面与上半球面的交线是弧SHN,若由极点称其为极射。如由极点F向球面任一点H发出射线,必然通过赤平面NESW,其交点M就叫做H点在F向SHN发出射线,这些射线与赤平面的各交点可收稿日期:20090215连成赤平面上的弧线SMN,SMN即表示结构面在赤88铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2009(8)·岩土工程·平面上的极射投影曲线。把赤平面从
6、球体中拿出来,如图1b所示。弧线SMN即结构面的投影线。SMN两端S2N连线即表示结构面的走向方位为南北向,弧线顶点M与球心O的连线MO(⊥NS)即结构面倾向,MO延线与赤平面交点W,W与M点的距离即反映结构面倾角的大小。当倾角等于90°时,M点就落在球心O上,则WM最大,等于圆的半径。当倾角等0°时,点M与点W重合,WM等于0。在实际工作中,可采用吴氏投影网以简化结构面的投影工作,如图2所示。吴氏网上标有不同刻度的倾角和经度曲线。用透明纸把图1b的赤平面投影图画成与吴氏网等直径的圆,将结构面的走向方位线与吴氏网上的NS线重合,则吴氏图上的WE线即结构面的倾向,
7、按结构面倾角的大小在WE线上找到相应的顶点图3滑动方向分析M及该结构面在赤平面上的极射投影弧线NMS。1.3滑动可能性的分析图4表示边坡岩体稳定性程度的5种情况。(1)最稳定条件图4a中,两组结构面的交点在赤平投影图中,处于边坡面投影弧对面的一侧,这时结构面交线倾向与边坡倾向相反。(2)稳定条件图4b中,结构面交点虽与坡面弧在同一侧,但在开挖坡面投影弧内侧,这时组合交线倾角较边坡面倾角陡,斜坡不至于沿CO线滑落。(3)较稳定条件图4c中,结构面交点落于天然边坡面投影弧外侧,说明结构面交线虽较边坡面倾角平缓,但在天图2吴氏投影然坡面上无出露点,即结构面交线不会切穿
8、边坡岩1.2岩体滑动方向
