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        某公路滑坡破壞機(jī)理及穩(wěn)定性分析

        2018-03-08 07:13:00王麗坤
        四川建筑 2018年1期
        關(guān)鍵詞:變形體滑體坡體

        王麗坤

        (四川省交通運(yùn)輸廳交通勘察設(shè)計(jì)研究院, 四川成都 610059)

        [定稿日期]2017-09-15

        1 工程概況

        工程區(qū)位于廈門到成都公路黔川界至納溪段高速公路道路內(nèi)側(cè),該斜坡中后部部分地段出現(xiàn)變形,同時(shí)位于坡頂?shù)拿穹恳渤霈F(xiàn)墻體開裂現(xiàn)象。對(duì)行車和居民安全造成嚴(yán)重威脅。

        2 工程地質(zhì)條件

        2.1 地形地貌

        該地區(qū)屬典型斜坡地形,斜坡中后部坡度14~16°左右,下部較緩,斜坡段地表呈階梯狀,表層種植農(nóng)作物。變形體段前后緣相對(duì)高差約26 m,前緣距道路開挖滑坡約100 m。

        2.2 地層巖性

        地面調(diào)查以及鉆探揭示,該道路內(nèi)側(cè)邊上層覆蓋層主要為殘坡積(Q4el+dl)含碎礫石粉質(zhì)黏土,下伏基巖主要為棲霞、茅口組(Plm+q)灰?guī)r。

        2.3 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

        該工程區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)上揚(yáng)子臺(tái)坳的川東南陷褶束,巖層產(chǎn)狀165°∠13°,工程區(qū)內(nèi)未見有斷裂。

        根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(2001),工程區(qū)沿線地震動(dòng)峰值加速度0.05g,動(dòng)反應(yīng)譜特征周期0.35 s,地震基本烈度為VI度,區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定屬穩(wěn)定區(qū)。

        2.4 水文地質(zhì)條件

        2.4.1 地表水

        研究區(qū)地表水主要為礦場(chǎng)排放水,黃色,該水沿著人工建設(shè)的水泥砂漿抹面的排水溝貫穿整個(gè)坡體表面,部分沿坡體側(cè)邊排走,另一部分用于農(nóng)田的灌溉。

        2.4.2 地下水

        研究區(qū)地下水主要為覆蓋層中的孔隙水及巖溶裂隙水,地下水穩(wěn)定水位埋深大,鉆孔未能揭示。

        3 滑坡變形特征及成因分析

        3.1 變形破壞特征

        變形體位于道路內(nèi)側(cè)滑坡中后部,變形破裂跡象主要表現(xiàn)為后緣的弧形裂縫及前緣的明顯擠壓特征。

        3.1.1 后緣弧形裂縫

        從圖1~圖3可見,道路內(nèi)側(cè)邊坡后緣坡體及房屋墻體均出現(xiàn)了裂縫,房屋主要存在長(zhǎng)大裂隙外,微小裂隙較多。據(jù)調(diào)查坡體上部及坡體以外多數(shù)民房混凝土地面及墻面均存在類似不同程度的開裂裂縫,且開裂民房房屋修筑基本上屬后部開挖,前部填筑修建,易造成房屋前后沉降變形不均,產(chǎn)生裂縫,在暴雨時(shí)雨水下滲部分裂縫變形加劇。

        圖1 裂縫一

        圖2 裂縫二

        圖3 裂縫三

        3.1.2 前緣明顯擠壓變形

        變形體前緣明顯擠壓變形段沿一排水溝展布,略呈弧形,水泥抹面上變形擠壓破壞跡象明顯,水泥抹面由于被擠壓,不同程度有向坡內(nèi)傾的現(xiàn)象。調(diào)查訪問得知,在修建好此排水溝后,水泥砂漿抹面上就出現(xiàn)大小不等的裂縫,再加上部分人為砸斷引水灌溉,排水溝上裂縫比較密集,由于暴雨期雨水下滲,擠壓變形現(xiàn)象有所加劇(圖4)。

        圖4 變形體前緣明顯擠壓變形

        3.2 成因分析

        該段地處斜坡區(qū),整體坡度較緩,局部較陡,多呈階梯狀平臺(tái),道路內(nèi)側(cè)滑坡中后部變形體主要是由于近段時(shí)間暴雨集中,地表水無法及時(shí)排泄,地表水下滲,降低了斜坡表層土體(主要為含碎礫石粉質(zhì)黏土)的抗剪強(qiáng)度,造成表層松散土體產(chǎn)生溜滑變形。

        3.3 發(fā)展演化趨勢(shì)

        調(diào)查期間該地區(qū)雨量較少,未見大的暴雨或連續(xù)降雨,部分地面干裂較嚴(yán)重,暴雨?duì)顩r下,隨著變形體內(nèi)部土體力學(xué)參數(shù)的降低,變形體存在一定的安全隱患。

        4 穩(wěn)定性計(jì)算

        4.1 推力計(jì)算公式

        計(jì)算公式選用折線型滑面推力計(jì)算公式。

        滑坡穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算公式:Ks=(∑Riψiψi+1…ψn-1+Rn)/ (∑Tiψiψi+1…ψn-1+Tn),(i=1,2,3,…,n-1)。

        剩余下滑力計(jì)算公式:Fn=Fn-1ψ+KtGnt-Gnntgφn-CnLn。

        式中:ψ=cos(βn-1-β)-sin(βn-1-βn) tgφn;Fn、Fn-1分別為第n塊、第n-1滑體的剩余下滑力(kN/m);ψ為傳遞系數(shù);Kt為滑坡安全系數(shù);Gnt、Gnn分別為第n塊滑體自重沿滑動(dòng)面分力及垂直滑動(dòng)面的分力(kN/m),Gnt=Gnsinβn、Gnn=Gncosβn;φn為第n塊滑體沿滑動(dòng)面土的內(nèi)摩擦角(°);Cn為第n塊滑體沿滑動(dòng)面土的單位凝聚力(kPa);Ln為第n塊滑體滑動(dòng)面長(zhǎng)度(m)。

        4.2 定量計(jì)算

        4.2.1 參數(shù)選定

        結(jié)合工程類比附近相同地質(zhì)條件巖土體計(jì)算參數(shù)指標(biāo),選取含碎礫石粉質(zhì)黏土參數(shù):天然容重γ=18 kN/m3,飽和容重γ=19 kN/m3;選取潛在滑動(dòng)面①、②力學(xué)參數(shù)建議值見表1。

        4.2.2 穩(wěn)定性計(jì)算

        對(duì)道路內(nèi)側(cè)滑坡整體穩(wěn)定性及中后部變形體穩(wěn)定性計(jì)算成果見表2。

        表1 潛在滑動(dòng)面①、②力學(xué)參數(shù)取值

        表2 潛在滑動(dòng)面①、②穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

        對(duì)于深層潛在滑動(dòng)面①,穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表明:滑坡整體天然狀況整體處于穩(wěn)定狀態(tài),暴雨工況下安全儲(chǔ)備較低,處于基本穩(wěn)定狀態(tài),在開挖坡面局部可能產(chǎn)生部分沉降變形。對(duì)于淺層潛在滑動(dòng)面②,穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表明:滑坡中后部變形體天然工況下處于穩(wěn)定狀態(tài),在暴雨以及連續(xù)降雨條件下,處于基本穩(wěn)定和欠穩(wěn)定狀態(tài)之間,目前坡體產(chǎn)生部分變形,在連續(xù)暴雨情況下坡體極可能形成貫通滑動(dòng)面,坡體下滑,嚴(yán)重威脅人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

        5 結(jié)束語

        鑒于上述研究,綜合施工安全、行車及居民安全,提出以下處理措施:

        (1)對(duì)于道路內(nèi)側(cè)滑坡中后部變形體,建議在變形區(qū)范圍設(shè)置監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),及時(shí)了解其變形階段,并采取相應(yīng)防護(hù)措施,確保人民財(cái)產(chǎn)安全。

        (2)建議加強(qiáng)道路開挖滑坡坡體表面排水處理措施,設(shè)置排水溝等。

        (3)考慮賠建道路對(duì)E道路開挖滑坡的不利影響,建議對(duì)開挖滑坡第二、第三級(jí)滑坡放緩開挖坡比。

        (4)鑒于道路開挖滑坡的第二級(jí)馬道作為賠建道路的路基,且路基土主要由含碎礫石粉質(zhì)黏土組成,考慮賠建道路對(duì)滑坡的加載影響,建議對(duì)道路滑坡采取相應(yīng)的防護(hù)處理措施。

        [1] DZ T0218-2006 滑坡防治工程勘查規(guī)范[S].

        [2] GB 50330-2013 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].

        [3] GB 50007-2011 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

        [4] 厲成武,李強(qiáng).高寒區(qū)某公路滑坡穩(wěn)定性分析及防治措施研究[J].山西建筑,2016,42(6):132-133.

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