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        高陡巖質(zhì)邊坡地質(zhì)災(zāi)害勘查研究

        2019-07-29 02:00:40李柳青
        中國金屬通報(bào) 2019年4期
        關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)

        李柳青

        (湖南省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì),湖南 永州 425000)

        現(xiàn)如今,社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,工程項(xiàng)目建設(shè)數(shù)量逐漸增多,在高陡巖質(zhì)邊坡巖土工程建設(shè)中,容易受到地質(zhì)災(zāi)害的影響,比如泥石流、滑坡、崩塌等等,對于人們的生命財(cái)產(chǎn)安全會構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此,亟需對高陡巖質(zhì)邊坡地質(zhì)勘查技術(shù)進(jìn)行深入研究。

        1 高陡巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性影響因素

        (1)地層巖性。在高陡巖質(zhì)邊坡勘察中發(fā)現(xiàn),基巖巖體的抗風(fēng)化能力比較強(qiáng),并且力學(xué)強(qiáng)度也比較高。當(dāng)邊坡受到風(fēng)化作用以及卸荷作用的影響時(shí),巖體容易受到各個方向的節(jié)理裂隙切割,這樣就會形成離散的塊體,導(dǎo)致高陡巖質(zhì)邊坡的抗剪強(qiáng)度以及抗拉強(qiáng)度降低,甚至還會造成巖體脫落。

        (2)巖體結(jié)構(gòu)面組合。在對邊坡進(jìn)行現(xiàn)場勘察時(shí)發(fā)現(xiàn),邊坡節(jié)理和裂縫比較常見,有些節(jié)理和裂縫的密度比較大,甚至?xí)l(fā)生張開現(xiàn)象,并且有貫通線。在節(jié)理裂隙周邊,巖土破碎,同時(shí)還會有不同規(guī)律的小裂隙,對于邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響比較差。隨著邊坡中逐漸產(chǎn)生大量的節(jié)理裂隙,則會促進(jìn)巖土風(fēng)化。

        (3)高陡臨空面。通過對高陡巖質(zhì)邊坡的特點(diǎn)進(jìn)行分析,在邊坡地質(zhì)勘查中,需高度重視巖土下部臨空面,避免在重力因素的影響下發(fā)生崩塌事故。

        (4)風(fēng)化作用。高陡巖質(zhì)邊坡的巖石長期裸露在外,容易發(fā)生風(fēng)化作用,尤其是在邊坡的裂隙周邊,風(fēng)化差異比較明顯。在風(fēng)化作用下,不僅會加快節(jié)理裂隙發(fā)育,同時(shí)還容易造成巖體脫落,進(jìn)而形成崩塌事故,影響高陡巖質(zhì)邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

        2 高陡巖質(zhì)邊坡勘查內(nèi)容

        2.1 高陡巖質(zhì)邊坡勘查

        高陡巖質(zhì)邊坡勘察,可準(zhǔn)確獲得邊坡地質(zhì)資料信息,確定地質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)在隱伏情況,然后以此為依據(jù)制定邊坡地質(zhì)加固處理方案。在高陡巖質(zhì)邊坡勘察過程中,常用勘察技術(shù)有鉆探勘察和物探技術(shù)兩類,要求結(jié)合邊坡實(shí)際情況合理選擇。具體的勘察內(nèi)容如下:高陡巖質(zhì)邊坡的地質(zhì)分布情況、節(jié)理裂隙所在位置、張開程度、斷層結(jié)構(gòu)形式、地下水等等。通過對上述勘察結(jié)果進(jìn)行綜合分析,即可確定邊坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)的力學(xué)屬性與空間之間的關(guān)系,為邊坡穩(wěn)定性評價(jià)提供參考。

        2.2 高陡巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析

        (1)在高陡巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定邊坡角計(jì)算中,可采用巖石質(zhì)量法或者極限平衡分析法兩種。其中,巖石質(zhì)量法的應(yīng)用比較廣泛,可確定巖土工程基礎(chǔ)所在位置以及埋深,另外,極限平衡分析法又可被分為多種計(jì)算方式,比如剛性平衡法、雙平面極限平衡法等等。

        (2)楔形體滑動分析法。在這一穩(wěn)定性分析方式的應(yīng)用中,可將楔形體的滑動面作為基礎(chǔ),并采用赤平投影法以及角幾何法,對滑動面交線傾角β進(jìn)行計(jì)算,另外,對于其他參數(shù),可采用滑動面法進(jìn)行計(jì)算。

        3 工程概況

        某巖土工程為滑坡地質(zhì),項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域的巖層層面比較光滑,泥質(zhì)充填。在坡腳位置,土方開挖范圍和開挖量比較大,在強(qiáng)降雨因素的影響下,容易發(fā)生滑坡地質(zhì)以及局部掉塊。在該場地中,如果發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害,則會對滑坡地質(zhì)以下的道路工程造成不良影響,甚至還會對車輛行駛以及行人造成嚴(yán)重的安全事故。對此,為了避免該高陡巖質(zhì)邊坡產(chǎn)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害,保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全,應(yīng)注意對該高陡巖質(zhì)邊坡進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘查,進(jìn)而為邊坡加固治理提供可靠依據(jù)。

        4 高陡巖質(zhì)邊坡地質(zhì)災(zāi)害勘查要點(diǎn)分析

        4.1 自然地理地質(zhì)條件分析

        該滑坡地質(zhì)的海拔在900m~1780m之間,年溫差比較大,年平均降雨量約為1150mm。該高陡巖質(zhì)邊坡的地形地貌為剝蝕中山丘陵斜坡地貌,邊坡坡度在30°~52°之間,坡腳前緣臨空?;碌刭|(zhì)的高程在1280.00m~1319.04m之間,而坡度在28°~32°之間。在該高陡巖質(zhì)邊坡地質(zhì)勘查中,首先采用鉆探勘察技術(shù),根據(jù)鉆探分析,在該區(qū)域中,沒有活動性斷層通過,區(qū)域結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性比較高,地質(zhì)結(jié)構(gòu)良好。另外,在水文地質(zhì)方面,地下水主要是由松散巖類孔隙水、巖溶裂隙水所組成的,其中,前者為大氣降水補(bǔ)給,而后者則為降雨時(shí)松散巖類孔隙水補(bǔ)給。

        4.2 滑坡基本特征和破壞機(jī)理分析

        (1)滑坡基本特征。該滑坡的總體結(jié)構(gòu)形式為“舌狀”,滑坡縱長度為57m,橫向?qū)挾葹?1m,滑坡面積約為3.5×103m2,另外,滑坡的平均厚度為6m。該滑坡地質(zhì)是由黏土以及灰?guī)r所組成的,滑坡規(guī)模比較小。

        (2)滑坡巖土物理學(xué)參數(shù)。在滑坡地質(zhì)勘察中,在勘察現(xiàn)場采集巖樣,并對樣本進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)、抗剪試驗(yàn)等等,對巖土體的飽和抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度以及密度等進(jìn)行分析。

        (3)滑坡變形特征。在該滑坡前部位置,為當(dāng)?shù)毓饭こ?,?dāng)發(fā)生強(qiáng)降雨天氣時(shí),會對滑坡體造成嚴(yán)重沖刷作用,導(dǎo)致滑坡的坡面局部掉塊,進(jìn)而產(chǎn)生滑動現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn),當(dāng)該高陡巖質(zhì)邊坡面臨強(qiáng)降雨或者在坡腳位置施工時(shí),容易引發(fā)滑動地質(zhì)災(zāi)害。

        (4)滑坡地質(zhì)災(zāi)害的影響因素以及變形破壞。該高陡巖質(zhì)邊坡的滑坡地質(zhì)災(zāi)害是由多種因素所造成的,比如巖土工程施工活動、地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征、強(qiáng)降雨天氣等等。根據(jù)現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn),造成該高陡巖質(zhì)邊坡發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害的主要原因?yàn)榈刭|(zhì)構(gòu)造,其次為強(qiáng)降雨以及巖土工程施工活動。滑坡結(jié)構(gòu)的坡度比較緩,結(jié)構(gòu)形式松散,為典型的外傾結(jié)構(gòu)面,屬軟弱結(jié)構(gòu)面。當(dāng)發(fā)生強(qiáng)降雨天氣時(shí),地下水含量快速增加,同時(shí)水位線上升,動水壓力也會隨之增大,當(dāng)滑坡體巖層面受到水體浸潤因素影響時(shí),會逐漸軟化,同時(shí)巖層面的抗剪強(qiáng)度也會隨之降低,這樣就會導(dǎo)致滑坡體的極限平衡狀態(tài)受到破壞,最終導(dǎo)致滑動破壞。

        4.3 滑坡穩(wěn)定性分析和評價(jià)

        (1)滑坡計(jì)算模型與工況。該滑坡地質(zhì)的計(jì)算模型如圖1所示,對于滑坡計(jì)算,可分為兩種工況:工況Ⅰ為天然狀態(tài),工況Ⅱ?yàn)轱柡蜖顟B(tài)。

        圖1 滑坡計(jì)算模型

        (2)計(jì)算方法與參數(shù)選取。在本次高陡巖質(zhì)邊坡地質(zhì)勘察中,對于滑坡穩(wěn)定性,可根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算:

        其中:后緣裂縫靜水壓力V:

        沿滑面揚(yáng)壓力U:

        (3)滑坡穩(wěn)定性計(jì)算相關(guān)參數(shù)的選擇。該高陡巖質(zhì)邊坡巖土層的參數(shù)取值如表1所示。

        表1 巖土層物理力學(xué)參數(shù)取值表

        (4)對滑坡穩(wěn)定性的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。通過對高陡巖質(zhì)邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行分析可見,在天然狀況下,滑坡的穩(wěn)定性良好,但是,在自重因素與強(qiáng)降雨的聯(lián)合作用下,就會造成滑坡欠穩(wěn)定。

        (5)滑坡推力計(jì)算與結(jié)果分析。如果該高陡巖質(zhì)邊坡發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害,則會對周邊公路造成破壞,對此,防治工程等級為二級,該滑坡的推力計(jì)算結(jié)果如表2所示。

        表2 穩(wěn)定性計(jì)算評價(jià)及推力計(jì)算

        5 結(jié)語

        綜上所述,本文主要結(jié)合實(shí)例,對高陡巖質(zhì)邊坡地質(zhì)勘察技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)探究。在巖土工程項(xiàng)目建設(shè)中,可能會遇到高陡巖質(zhì)邊坡等特殊的地質(zhì)環(huán)境,如果加固處理不當(dāng),則容易引發(fā)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害,進(jìn)而對周邊居民以及工程項(xiàng)目造成不良影響。對此,應(yīng)加強(qiáng)對于高陡巖質(zhì)邊坡的地質(zhì)勘察,并對地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算分析,然后結(jié)合實(shí)際情況制定完善的高陡巖質(zhì)邊坡治理方案。

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