湖南境内山区公路边坡稳定性研究

1、湖南境内山区公路边坡稳定性研究【摘要】对湖南某山区公路岩质边坡进行地质勘查，该 边坡结构面主要为x节理，一组走向为170°265° ,另 一组走向为105°125° ,倾角较陡，普遍为50°90° o 通过编制相应的软件建立坡角为60°、节理倾角为52.5° 和90.0。的岩质边坡计算模型，并对该边坡的稳定性进行分 析。通过与实际滑坡形式进行对比，模拟效果好，证明微裂 纹是控制岩质边坡破坏的主要因素，对理解节理边坡的破坏 机制具有重要意义。【关键词】边坡工程；岩质边坡；稳定性本文对湖南某山区公路岩质边坡节理边坡进行

2、地质勘 查，获得边坡节理发育情况，基于细观损伤力学，将岩石看 作由岩块与微裂纹构成的各向异性材料，根据代表性体积单 元中微裂纹的滑裂判断准则，建立了仁瑞寺节理边坡计算模 型，对该边坡进行了稳定性分析。揭示了节理控制岩质边坡 的破坏形态与发展的过程。1. 工程概况湖南某山区公路岩质，属剥蚀性低山地貌，由于修筑公 路在该区域周围形成了高2. 027. 0 m （平均15. 0 m）,长 约160m,坡角40°85。(平均60。)的人工边坡。边坡 地段主要为强风化、中风化板岩夹砂质板岩、局部为变质砂 岩，岩体完整程度主要为极破碎破碎岩体，其岩体渗透性 好。2. 节理统计2010年底对该边坡

3、进行了工程地质勘察，岩体结构面主 要为2组x型节理，一组走向为170°265° ；另一组走 向为105。125。,节理均为陡倾角，普遍为50。90° o 场地内节理多为剪性节理，节理面平直，贯通性好，一般延 伸长度均大于5 mo存在不稳定的含水层，岩体裂隙连通性 好且存在泥化夹层，大气降水时，雨水沿节理渗入，节理面 抗剪强度降低，不利边坡稳定，同时没有发现断层地质构造。 本次勘察对场地内节理进行了测绘及统计。3. 地层岩性(1) 边坡主要为强风化与中风化板岩，强风化层岩石 呈黄绿色、灰绿色，泥质结构、层状构造，部分发生千枚化 现象，局部夹0.20.5 m厚高岭土化

4、软弱层，岩体完整程 度为较破碎破碎，基本质量等级为v级，为软质岩，层厚2. 010. 0 m以上。(2) 中风化层岩石呈黄绿色、灰绿色，泥质结构、层 状构造，节理裂隙较发育，结构面结合程度差，岩体完整程 度为较破碎较完整，基本质量等级为iv级，为软质岩。 本次勘察共取6组中风化砂质板岩岩样分别进行单轴压缩 实验和剪切实验，根据建筑边坡工程技术规范 (gb50330-2002)提供的折减系数，获得边坡岩块与结构面 的物理力学参数。4.数值模拟(1) 基于abaqus有限元软件编制了相应程序，为了分 析节理对边坡的影响，忽略强风化与中风化接触面的影响， 将边坡看作由中风化板岩构成的均质边坡，建立了

5、该岩质边 坡的数值计算模型，如图1所示。物理力学参数取测试结果 的平均值。该边坡坡脚60。，坡高15 m,边坡包括2组节 理，一组为竖向垂直节理组，倾角90° ,另一组为斜向节理 组，倾角52.5° o(2) 采用建立的模型进行边坡开挖分析，由于在实际 施工过程中边坡不可能是一次性挖成的，而是逐渐施工并进 行支护的。为了分析由于边坡开挖卸荷对边坡的影响，采用 一种简便的处理方式，即模型在分析过程中不变化，通过对 开挖面进行约束的方式进行地应力施加，然后在后续过程中 逐步将约束去除，开挖面的反力即为开挖荷载。对应力释放 共分18步进行，由最终效果图可以看出在开挖卸荷后，由 于节理的存在，边坡出现了连续的塑性范围。图1双节理岩质边坡模型(3) 2011年3月，该节理边坡发生滑坡，形成了体积 约为1000 m 3的滑坡体。严重影响了该地区的安全与旅游, 并将道路堵塞。