中圖分類號 U418 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949(2025)08-0068-03
0 引言
堆積體一般由第四系崩坡積、殘積、沖洪積、冰磧物成因的堆積物組成物質(zhì),物質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜,碎塊石土體居多[1]。針對堆積體物質(zhì)組成的特殊性,諸多學者進行了研究探索,如:中國科學院力學所研制的土石混合體柔性邊界加載三軸壓縮試驗機[2,實現(xiàn)了試樣柔性邊界軸向變形分布的測量,可以更好地從等應(yīng)力加載的角度研究非均勻非連續(xù)的土石混合體、破碎巖體等材料的力學特性;油新華等[進行了野外大尺度原位水平推剪和壓剪試驗研究,結(jié)果表明,土石混合體天然狀態(tài)下表現(xiàn)出不同于其他土體的典型全應(yīng)力-應(yīng)變曲線,且大致可分為壓密階段、彈性變形階段、初始屈服階段、應(yīng)變硬化階段及破壞后階段這5個階段;李曉等進行了野外大尺度原位水平推剪和壓剪試驗研究;李世海等[5提出了一種土石混合體三維隨機計算模型,對單軸受壓情況下土石混合體內(nèi)部應(yīng)力場分布與土石配比、塊石大小等因素的關(guān)系進行了研究,統(tǒng)計得出在土石比為 3 : 2 時,應(yīng)力場空間分布不均勻性最明顯,塊石集中的地方一般也是應(yīng)力場集中區(qū),土石混合體的混合比和塊石大小是影響其變形和破壞特性的兩個重要因素;劉衡秋對大型復雜松散堆積體的一般特征、主要類型和區(qū)域分布規(guī)律進行了系統(tǒng)總結(jié),認為大型復雜松散堆積體屬于典型的內(nèi)外動力耦合作用產(chǎn)生的多期次、成因復雜的復合地質(zhì)體,并提出了河谷型松散堆積體的內(nèi)外動力耦合概念模型。以上研究主要從取樣試驗、現(xiàn)場原位試驗、數(shù)值模擬和穩(wěn)定性分析等角度對堆積體進行總結(jié),該文以某古滑坡堆積體為例,對其進行了穩(wěn)定性分析,并結(jié)合高速公路從前緣通過的實際情況,研究其處治對策。
1 工程地質(zhì)概況
1.1地形地貌
堆積體區(qū)域?qū)偕角皹?gòu)造剝蝕山前坡腳谷地地貌,受古滑坡堆積體影響,整體地形起伏呈“舌狀”橫切擬建線路區(qū)。挖方區(qū)位于堆積體前緣,縱向坡度在 ,橫向
,坡度達
左右。挖方區(qū)整體地面高程1 2 2 . 0 ~ 1 3 8 . 0 m ,高差約 1 6 . 0 m (現(xiàn)狀如圖1所示)。
1.2地層巖性
堆積體區(qū)域內(nèi)主要為第四系全新統(tǒng)崩坡積 )碎塊石土,雜色,骨架顆粒成分石灰?guī)r為主,少許硅質(zhì)巖,棱角狀,無序分布,碎石含量約 70 % ,大小 1 0 ~ 4 0 0 m m ,最大可達 3 m 以上,少許碎石充填,松散,稍干,厚度為
;殘坡積層(
)紅黏土,黃褐色,可塑狀。顆粒成分以黏粒為主,土質(zhì)不均,局部含少量風化巖碎塊,黏性較好,刀切面光滑,手搓可成條,拉伸易變形,巖芯呈柱狀或散狀,厚度為 0 . 6 ~ 3 . 7 m 下伏基巖為二疊系下統(tǒng)茅口階(
)石灰?guī)r,強風化層較厚 0 . 2 ~ 1 . 0 m ,天然抗壓強度標準值
,飽和抗壓強度標準值 5 7 . 9 M P a 。
1.3地質(zhì)構(gòu)造與地震
堆積體位于石別-福龍-加仁-紅渡向斜東翼,區(qū)內(nèi)無其他斷裂及褶皺發(fā)育,巖層呈單斜產(chǎn)出,巖層產(chǎn)狀 ,巖層層間結(jié)合一般。發(fā)育兩組節(jié)理,
,面多較平直,呈微張狀,局部充填黏土,裂隙間距一般 0 . 3 ~ 0 . 5 m ,延伸可達
,面多較平直,呈閉合 ~ 微張狀,局部充填粘土,裂隙間距一般 0 . 2 0 ~ 0 . 8 m ,延伸
裂隙結(jié)合一般,屬硬性結(jié)構(gòu)面。地震動峰值加速度 0 . 0 5 g 對應(yīng)地震基本烈度為VI度。
1.4 失穩(wěn)機制分析
古滑坡堆積體原為一順向巖質(zhì)邊坡,傾角 ,發(fā)育2組節(jié)理裂隙,層間發(fā)育軟弱面,在暴雨等外界因素作用下垮塌,堆積于坡腳,且覆蓋了原地面的粉質(zhì)黏土,在堆積體底形成了 0 . 6 ~ 3 . 7 m 的軟弱夾層。高速公路從山前斜坡坡腳通過,按設(shè)計方案將在線路左側(cè)古滑坡堆積體上形成最大挖方高度約 1 4 m 的挖方邊坡,且路線將切穿坡腳軟弱土,前緣臨空,進而誘發(fā)堆積體失穩(wěn),形成牽引式滑坡。
2古滑坡堆積體穩(wěn)定性分析
(1)潛在滑動面參數(shù)的確定
根據(jù)試驗、反演和經(jīng)驗等綜合取值,古滑坡體穩(wěn)定性計算參數(shù)分析取值如表1。
(2)穩(wěn)定性分析評價
堆積體穩(wěn)定性分析方法,主要從定性和定量兩個角度進行分析評估。從定性的角度來講,該堆積體經(jīng)歷了成巖、構(gòu)造運動、粉質(zhì)黏土沉積和基巖垮塌等多個階段,現(xiàn)在處于穩(wěn)定狀態(tài),現(xiàn)場調(diào)查未見明顯沉降開裂等變形現(xiàn)象,處于穩(wěn)定狀態(tài);高速公路選線受到小樁號側(cè)跨江大橋和大樁號段隧道的限制,已無繞避條件,需從該堆積體前緣以挖方穿過,最大邊坡高度約 1 4 m ;挖方表切穿上部碎塊石土、下部粉質(zhì)黏土,堆積體前緣將凌空,由于存在 0 . 6 ~ 3 . 7 m 的軟弱土夾層,該堆積體再有復活的可能。
從定量的角度來說,碎塊石土重度天然值取 飽和值取
。碎塊石土,正常工況
,
,非正常工況
,
;紅黏土,正常工況
,
,非正常工況
,
。由計算可知,按設(shè)計坡率放坡后(計算模型如圖2),該路邊坡覆蓋層沿土一土或土一巖界面弧滑動的穩(wěn)定系數(shù)天然工況為1.15,邊坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài),下滑力為
;暴雨工況下穩(wěn)定系數(shù)為1.02,處于不穩(wěn)定狀態(tài),下滑力為
。計算采用《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021—2001)(2009年版)之傳遞系數(shù)法,軟件為理正巖土6.5,據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》(JTGD30—2015),安全系數(shù)正常工況取1.25,暴雨工況取1.15。
3古滑坡堆積體處治方案比選
(1)處治設(shè)計難點分析
1)堆積體下部,存在一粉質(zhì)黏土軟弱夾層,前緣高速公路開挖,將會切穿軟弱夾層,并形成凌空面,該古滑坡堆積體失穩(wěn)風險高;
2)粉質(zhì)黏土軟弱夾層,力學性能差,根據(jù)穩(wěn)定性驗算,其下滑力大,單級支擋困難,支擋工程規(guī)模較大。
3)該地區(qū)雨季降雨強度大,坡體上部匯水面大,加之堆積透水性強,開挖后坡腳滲水較為嚴重,坡體水敏性高。
(2)處治方案一
清方方案:設(shè)置高 6 m 重力式抗滑擋土墻,擋土墻頂寬 1 . 5 m ,內(nèi)側(cè)坡比 1 : 0 . 2 5 ,外側(cè)坡比 ,擋土墻后采用 2 % 斜坡清方至后緣基巖面,擋土墻墻上間距
設(shè)置
泄水孔。清方的坡面采用掛主動網(wǎng)種植爬藤處理,擋土墻后 2 % 斜坡采用覆土綠化,并用作預防后緣潛在危巖的停積平臺(其典型斷面如圖3)。
(3)處治方案二
強支擋方案:采用h形抗滑樁,樁間距 6 m ,19根h形樁,前樁截面尺寸為 1 . 8 m× 2 . 4 m ,后樁截面尺寸2 m× 3 m ,前樁嵌入基巖不少于 5 m ,后樁嵌入基巖不少于樁長的1/3,樁前采用 0 . 4 m 厚現(xiàn)澆擋土板封閉。
(4)方案比選
根據(jù)清方和強支擋的兩個方案,從技術(shù)、工程造價和施工等方面進行技術(shù)經(jīng)濟比選,比選結(jié)果如表3所示,最終推薦清方作為處治方案。
4結(jié)論
該文以某古滑坡堆積體為例,介紹了堆積體形成的地質(zhì)環(huán)境,進行了穩(wěn)定性分析,剖析了設(shè)計的難點,給出了處治對策,主要結(jié)論為:
(1)古滑坡堆積體原為一順向巖質(zhì)邊坡,傾角 ,在暴雨等外界因素作用下發(fā)生巖質(zhì)滑坡,堆積于坡腳,且覆蓋了原地面的粉質(zhì)黏土,在堆積體底形成了0 . 6 ~ 3 . 7 m 的軟弱夾層。高速公路從山前斜坡坡腳通過,按設(shè)計方案將在線路左側(cè)古滑坡堆積體上形成最大挖方高度約 1 4 m 的挖方邊坡,且將切穿坡腳軟弱土,前緣臨空,進而誘發(fā)堆積體失穩(wěn),形成牽引式滑坡。
(2)古滑坡堆積體經(jīng)歷了成巖、構(gòu)造運動、粉質(zhì)黏土沉積和基巖垮塌等多個階段,現(xiàn)在處于穩(wěn)定狀態(tài),高速公路從該堆積體前緣以挖方穿過,按設(shè)計坡率放坡后,該路邊坡覆蓋層沿王一土或土一巖界面弧滑動的穩(wěn)定系數(shù)天然工況為1.15,邊坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài),下滑力為1 0 8 0 k N / m ;暴雨工況下穩(wěn)定系數(shù)為1.02,處于不穩(wěn)定狀態(tài),下滑力為 1 5 5 8 k N / m 。
(3)古滑坡堆積體,存在一粉質(zhì)黏土軟弱夾層,其力學性能差,其下滑力大,單級支擋困難,支擋工程規(guī)模較大,坡體穩(wěn)定性受降雨影響大。根據(jù)擬定的清方和強支擋兩個方案,從技術(shù)、工程造價和施工等方面進行技術(shù)經(jīng)濟比選,推薦清方作為最終處治方案。
參考文獻
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