红砂岩边坡失稳原因分析及处治措施.pdf

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1、广东建材2011年第5期施工技术红砂岩边坡失稳原因分析及处治措施常宝张可能(中南大学地球科学与信息物理学院)摘要：白垩纪红砂岩在我国长江以南地区广泛分布，日．红砂岩边坡的失稳现象屡见不鲜。本文以湖南省未阳市某红砂岩顺层滑坡为研究对象，分析研究了滑坡产生的地质条件、软弱夹层、结构面参数、裂缝的发展等。研究表明：雨水对红砂岩边坡有很重要的影响。雨水在坡顶处汇聚，渗入坡体内部，降低了软弱层上的岩土参数，最终导致红砂岩坡体产生滑动破坏。同时在此基础上提出了处治滑坡的措施，为从事类似滑坡调查和相关。r程的科研、设计、施工、监理人员提供了参考。关键词：红砂岩；顺层；结构面

2、；滑坡1引言我国南部省区广泛存在的泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩、砂岩及页岩等沉积岩类的岩石，因含有丰富的氧化物呈红色、深红色或褐色，这类岩石统称为红砂岩。紫红色泥质粉砂岩在湖北、湖南、重庆、广西、贵州等地山区普遍存在，主要为三迭系巴东组泥质粉砂岩和白垩系泥质粉砂岩[1

3、。红砂岩滑坡中最常见的为顺层滑坡，坡体倾角一般为10～30。之间，大部分是由于人类活动造成的，此类滑坡有普遍性。因此，加深对此类滑坡的认识，并及时采取有效支护措施，预防滑坡的发生，并减少滑坡对人类造成的生命、财产损失。本文以湖南未阳某红砂岩顺层滑坡为研究对象，对红砂岩边坡的失稳和处治措施进行了分析。

4、2工程概况发生垮塌的边坡位于湖南省某地，边坡高度在10～16．7m之间，坡率为l：0．5，边坡采用喷锚网支护，设置六排锚杆及三排花池，边坡支护成后约一年部分土体发生垮塌，如图1所示。图1边坡立面图边坡位于湖南省南部地区，主要为低山丘陵地带，丘陵高程60～80m，以缓坡为主，坡角多在15。～20。之间，相对高差不大，多在lOom以内。边坡是山体切方后形成的，地表出露岩体，地层主要为白垩系、第三系的内陆河湖相碎屑建造形成的红砂岩，表层为强风化泥质粉砂岩，厚度约为2m，下部为中风化泥质粉砂岩。层理节理及裂隙发育，有黑色矿物填充。部分坡体发生垮塌，现要对未垮塌部分进行

5、支护。3边坡失稳原因分析边坡滑动模式类型为典型的顺层滑移一拉裂破坏模式，该类边坡当滑移面向临空面方向倾角已足以使上覆岩体的下滑力超过该面的实际抗剪阻力，则该面一经揭露临空，一旦后缘拉裂面出现即迅速滑落[2】。参考前期地质资料，结合实地踏勘情况，综合考虑后认为发生部分滑坡的丰要影响因素包括：阳光和降水、地形地貌、支护手段和岩体结构特征等。3．1风化边坡在支护完成以后一年之中保持稳定，说明边坡在一定时间内保持稳定。红砂岩具有风化性，一旦在外力作用下被破坏，那么在大气、阳光雨水的影响下，经过几次干湿循环作用，红砂岩极易风化破碎【3】。其中降水的影响对边坡的稳定性影响

6、最大。边坡所在区域雨量充沛，多暴雨和连续降雨，地表水、地下水作用强烈。由于红砂岩具有遇水崩解，崩解后强亲水性，而且坡顶坡底未设置排水截水设施，特别是垮塌区地坡顶势较低，造成雨水聚积。水除对坡顶与坡底冲刷作用强烈，同时水进一步渗入到强风化的红砂岩层理和节理裂隙后，又大大降低了岩石结构面的抗剪强度，使得坡体易沿层理面及节理面发生破坏。3．2地形地貌原斜坡处于低山丘陵地带，原为山坡坡脚，山体经一101—施工技术广东建材2011年第5期过长时间的地质历史作用已经达到自然平衡状态，形成红砂岩岩层约为30。，斜坡的坡度20。。由于规划要求，对山体进行切方，形成了大约73。

7、的边坡，大大超过了原有的稳定的坡度，使坡体的临空面变陡，增大了边坡发生顺层滑动的町能性。3．3支护方式边坡原设计采用喷锚网支护，红砂岩顺层滑坡的破坏模式为顺层滑移一拉裂破坏模式。具体的破坏步骤分为以下四步为：坡体产生变形并发生位移；坡顶产生后缘裂隙，由于降水等因素使水渗入岩石层理和节理裂隙，使岩石结构面的抗剪强度骤减，加之天气阳光等因素进一步降低坡体稳定性；沿层间软弱夹层发生整体滑移破坏。从以上分析我们得知，边坡发展为滑坡的晕要条件是坡体产生变形，因此控制好坡体变形是很重要的。使用刚性支护对于坡体的变形是十分有利的，对于原设计的喷锚网支护的柔性支挡的合理性还需

8、进一步研究。导致边坡失稳的凶素是很多的，此外还包括边坡本身的节理裂隙较为发育，岩层产状以及在后续施工中对坡体周边的爆破等等。4结构面参数根据理论分析和现场踏勘，确定滑坡为典型的平面滑动，滑裂面与理论滑裂面十分吻合，为30。顺层整体滑动。由于软弱结构面岩十抗剪强度的复杂性，同时测试困难，因而在滑坡分析中多采用工程类比的经验法与参数强度反算法来去定软弱结构面岩土的抗剪强度[3]。反算法：根据极限平衡理论，随垮塌坡体的结构面参数进行反算，考虑坡体的锚杆作用。锚杆长度9、12、15、12、12、9m不等、倾角20。和5。不等，如图2所示，锚杆水平间距为1．8m，由于边

9、坡失稳，取稳定安全系数Ks=O．9。r