吳林平
(中國電建集團江西省電力設(shè)計院有限公司,江西 南昌 330096)
在眾多的建筑工程、電力工程、水利工程等建設(shè)中,常常會遇到巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性問題,巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定受多方面因素的影響,包括巖體的破碎程度、巖體中的結(jié)構(gòu)面、地下水等。據(jù)巖體結(jié)構(gòu)控制理論[1],一般的巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性主要受內(nèi)部結(jié)構(gòu)面的分布形式和強度控制,破壞形式往往為沿巖體結(jié)構(gòu)面的滑移破壞。一些特殊情況下的巖質(zhì)邊坡(巖體極破碎)則往往是圓弧滑動破壞,類似于土質(zhì)邊坡。在實際的工程中,針對不同情況的巖質(zhì)邊坡,一般常采用赤平極射投影法初步判斷巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性或圓弧滑動法分析巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性。本文以某工程的巖質(zhì)邊坡為研究對象,結(jié)合野外勘察成果,利用赤平投影法對巖質(zhì)邊坡破壞模式及穩(wěn)定性進行簡要分析,對今后類似工程的研究具有較大的參考意義。
工程場地因取土形成本項目場地西側(cè)山體上級邊坡,坡面局部掛網(wǎng),零星分布植物,本次因景區(qū)建設(shè)將原取土場底標高降低,形成了山體新開挖的下級邊坡。最終形成的巖質(zhì)邊坡最高約47m。邊坡根據(jù)傾向可分為A、B亮段,A段邊坡傾向為45°,B段邊坡傾向為56°。
場地地貌單元屬丘陵。地面標高介于176.73m~265.77m,相對高差約90m,現(xiàn)狀邊坡山體大部分已削坡,可見全-強風化頁巖。自然山坡植被發(fā)育,多為松樹與雜草混雜,坡頂無建筑物,沖溝谷地堆積大量填土。
工程場地巖土層主要由二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M頁巖組成,由新到老描述如下[2,3]:
全風化頁巖(P2l):黃褐色為主,局部灰黑色,由頁巖全風化成土狀,結(jié)構(gòu)基本破壞,但尚可辨認,有殘余結(jié)構(gòu)強度,局部夾強風化頁巖。
強風化頁巖(P2l):黃-灰褐色,巖質(zhì)極軟,巖體極破碎,頁理極發(fā)育,巖芯呈片狀、塊狀,局部夾中風化頁巖,巖體基本質(zhì)量等級V級。
中風化頁巖(P2l):灰-黃色,巖質(zhì)較軟,巖體較破碎,頁理較發(fā)育,巖芯呈短柱狀及碎塊狀,局部夾強風化頁巖,巖體基本質(zhì)量等級IV級。
據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,山體邊坡處層面根據(jù)邊坡走向分為兩段,分別為A段、B段。A段巖層結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀為84°∠32°,主要節(jié)理裂隙產(chǎn)狀為150°∠75°。B段巖層結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀127°∠50°,主要節(jié)理裂隙產(chǎn)狀為26°∠75°、83°∠60°。
山體邊坡根據(jù)邊坡類型、巖體結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、邊坡走向分為3段進行評價。
此段巖體結(jié)構(gòu)面較為發(fā)育,巖體極破碎,碎塊間結(jié)合差,邊坡巖體類型為IV類,邊坡破壞型式可能沿結(jié)構(gòu)面滑移或圓弧破壞,山體下級局部坡面有碎巖塊剝落,刷方后邊坡最高處約40m,邊坡設(shè)計傾向約45°,邊坡傾角為45°,根據(jù)該位置的層面產(chǎn)狀及節(jié)理裂隙統(tǒng)計進行赤平投影分析,層面產(chǎn)狀為80°∠32°,主要節(jié)理裂隙產(chǎn)狀為150°∠75°,分析結(jié)果如圖1。由圖可知,層面與邊坡坡面相交角度稍大,層面基本穩(wěn)定。層面與節(jié)理面交割線傾向與坡面傾向相交角度稍小,且傾角小于坡面傾角,交割線不穩(wěn)定,故此段邊坡為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
圖1 A1段邊坡赤平投影圖
圖2 A2段邊坡赤平投影圖
此段主為巖質(zhì)邊坡,巖體結(jié)構(gòu)面較為發(fā)育,巖體極破碎,碎塊間結(jié)合差,邊坡巖體類型為IV類,邊坡破壞型式可能沿結(jié)構(gòu)面滑移或圓弧破壞,山體邊坡下級局部坡面有碎巖塊剝落,此邊坡最高處約47m,邊坡設(shè)計傾向約56°,邊坡傾角為45°,根據(jù)該位置的層面產(chǎn)狀及節(jié)理裂隙統(tǒng)計進行赤平投影分析,層面產(chǎn)狀為80°∠32°,主要節(jié)理裂隙產(chǎn)狀為150°∠75°,分析結(jié)如圖2。由圖可知,層面與坡面相交角度較小,層面不穩(wěn)定。層面與節(jié)理面交割線傾向與坡面傾向相交角度較小,且傾角小于坡面傾角,交割線不穩(wěn)定,故此段邊坡為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
此段主為巖質(zhì)邊坡,巖體結(jié)構(gòu)面較為發(fā)育,巖體極破碎,碎塊間結(jié)合差,邊坡巖體類型為IV類,邊坡破壞型式可能沿結(jié)構(gòu)面滑移或圓弧破壞,邊坡最高處約37m,邊坡設(shè)計傾向約127°,邊坡傾角為45°,根據(jù)該位置的層面產(chǎn)狀及節(jié)理裂隙統(tǒng)計進行赤平投影分析,層面產(chǎn)狀為145°∠46°,主要節(jié)理裂隙產(chǎn)狀為26°∠75°、83°∠60°,分析結(jié)果如圖3。由圖可知,層面與坡面相交角度較小,但層面傾角與邊坡傾角基本一致,層面基本穩(wěn)定。J1、J2節(jié)理面與層面大角度相交,節(jié)理面穩(wěn)定,層面與J1節(jié)理面交割線傾向與坡面傾向相交角度較小,且傾角小于坡面傾角,層面與J1節(jié)理面交割線不穩(wěn)定,故此段邊坡為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
本文通過對某工程巖質(zhì)邊坡的調(diào)查,結(jié)合赤平投影對邊坡結(jié)構(gòu)面類型穩(wěn)定性進行分析,可得出以下結(jié)論:簡潔直觀的反映了以上三段邊坡存在的穩(wěn)定性問題,其破壞型式可能為沿結(jié)構(gòu)面滑移,均為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),為邊坡支護的治理提供了一定的理論依據(jù),如需要保證其長期穩(wěn)定,需采取如錨桿格構(gòu)梁等支護措施,同時也為其它的巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析提供借鑒。
圖3 B段邊坡赤平投影圖