变形破坏（共10篇）
变形破坏 篇1
摘要：该危岩位于文安乡八庙村1社斜坡上, 划分为两个危岩体集中发育区及两个落石集中堆积区。本文介绍了该危岩基本特征, 分析了其破坏类型及变形破坏特征, 并提出了合理防治建议。
关键词：危岩体,破坏类型,变形破坏特征
1 工程概况
该危岩划分为两个危岩体集中发育区及两个落石集中堆积区, 危岩体主要沿陡崖呈带状分布, 总体走向约17°~45°, 危岩带长约250m。山坡相对高差470m, 危岩体悬壁高度25m~60m, 最高约190m, 裂缝宽度5cm~50cm, 裂缝长度25m~50m, 裂隙间距1m~5m。危岩体总体积约15115.23m3, 属小型危岩体;主要危岩体相对高度25~60m。
2 区域地质条件
朝天区北西部为摩天岭高中山, 北东为米仓山中山, 中部和西部为龙门山中山, 南部为低山丘陵地带, 总体地势北西高, 南东低。其主要地形分类为:侵蚀堆积河谷地貌、侵蚀溶蚀中山地貌及构造侵蚀中山地貌。
研究区属侵蚀侵蚀溶蚀中山地貌, 地形总体上为顶部缓中部陡下部缓, 中部为陡崖, 高程。陡崖上部地形坡度一般15°~30°, 局部有变化;陡崖近直立, 主要由两个台阶组成;陡崖下部地形坡度一般为22°~40°。研究区主要地层为志留系泥页岩、粉砂岩、灰岩及第四系残坡积粉质粘土、崩塌堆积物组成。 (a) 第四系洪冲积层 (Qpl+al) :混角砾粉质粘土, 褐色, 主要分布于坡底沟谷及部分冲沟沟口处, 厚度一般不大于3.0m。 (b) 第四系残坡积层 (Qel+dl) :混碎石粉质粘土, 黄褐~红褐色, 粒径一般1mm~3mm, 最大达500mm, 碎石含量约5%~15%, 主要成分泥岩和灰岩。坡面上还有大量的崩积物, 最大块径超过5m。 (c) 基岩为志留系 (S) 泥页岩和灰岩。泥页岩主要分布在陡崖下, 薄层, 表面多被全风化和强风化。灰岩主要分布陡崖上, 为厚层状。
3 危岩及落石基本特征
3.1 危岩发育特征及其分布
该危岩位于文安乡八庙村1社斜坡上, 陡崖总长约250m, 走向17°~45°, 分布高程为770m~1000m, 山坡相对高差470m, 陡崖坡角70°~89°。陡崖上部为缓坡地形, 坡度一般15°~30°, 陡崖近直立, 主要由两个台阶组成;陡崖下部地形坡度一般为22°~40°。经野外详细调查, 掌握了白崖子边坡危岩体的发育分布情况:经排查白崖子边坡危岩共25块, 其中高程770m以下3块, 上部高程770m~1000m灰岩段22块;从危岩的分布上看, 危岩分布可划分为两个集中发育的大区, Ⅰ区为近EW向高程770m~960m的陡崖, 共分布有危岩15块, Ⅱ区为近SN向高程910m~1000m的陡崖, 共分布有危岩5块, 另有5块分布于这两个区下部中缓坡度的边坡上;从危岩的规模上看, 危岩体积大于1000m3的有3块、500~1000m3的有6块、100m3~500m3的有7块、10 m3~100 m3的有5块、小于10m3的有4块。
3.2 危岩体结构特征
岩性为志留系 (S) 灰岩 (局部夹粉细砂岩) , 灰岩底部为泥页岩等。山坡相对高差470m, 危岩体悬壁高度25m~60m, 最高约190m。裂缝宽度5cm~50cm, 裂缝长度25m~50m, 裂隙间距1m~5m危岩沿陡崖呈带状展布, 总体走向约17°~45°。本区危岩的稳定性共发育3组优势裂隙结构面, 分别为N60°~70°W∠SW∠80°~88°、N40°~45°E∠EW∠70°~85°、N20°~35°E∠NW∠15°~35°。块体最大规模为4800m3 (W03) , 最小规模为5.33m3 (W11) , 总体积15115.23m3, 属小型危岩带。
3.3 危岩体基座特征
该危岩带的基座为志留系 (S22) 泥页岩, 强度较上部危岩要低, 基座因差异风化而形成凹腔, 基座抗风化耐久性较差。基座为含泥页岩。
3.4 危岩崩塌堆积体特征
崩塌体主要分布于陡崖下部相对平缓的斜坡地带。崩塌体主要以落石为主, 主要落石主要分布于Ⅰ区和Ⅱ区下方的缓坡上, 共计约37个区 (块) 。Ⅰ区下方的落石主要集中在高程约620m~700m之间, Ⅱ区的落石主要集中于房屋背后陡崖上部的一个相对平缓的山坡上, 陡崖下有零星分布, 体积大于1000 m3的有2块 (区) 、100 m3~1000m3的只有1块 (区) 、50m3~100m3的有3块 (区) ;10 m3~50m3的有16块 (区) , 1m3~10m3的有15块 (区) 。据现场调查走访, “5.12”前落石为B05、B16、B18、B23、B25、B31、B42、B37。单块落石体积以6m3~30m3为最多, 约占所有调查落石的70%。块石分布从后缘向前缘逐渐减少。
4 危岩破坏类型及变形破坏特征
根据危岩的形成机理, 白崖子危岩主要可以划分为倾倒式、滑移式、拉裂式和错断式。
通过对崩塌体的调查, 该区危岩崩塌时具有以下特点: (1) 落距较远。在水平方向, 块体运动最近距离约80m, 最远距离约340m, 即为危险区和堆积区。 (2) 运动距离与块体体积成正比。小块体堆积在近坡脚, 大块体堆积在远离坡脚处。 (3) 单个块体相对较大。前缘块径一般大于1m, 最大者约4m。 (4) 运动形式多样, 但以跳跃式及滚动式运动为主。根据现场勘查, 由于受地震的影响, 危岩体在着地以后多发生滚落式、跳跃式和滑落 (移) 式等三种模式。危岩失稳后, 大多首先以跳跃式运动 (尤其是大块体) , 至缓坡处多变为滚动式, 遇到坡形或坡度有变化时, 还发生空中飞跃现象。 (5) 动能较大, 破坏力强。崩塌体击穿房屋, 切断多个树木。飞跃最前端时, 还陷入水泥硬化地面约200mm。 (6) 运动多为直线型。现场调查发现, 大多块体呈直线式运动, 但由于受地形和地质条件等因素的影响, 危岩在运动过程中, 其运动轨迹或运动形式也会发生显著的变化。 (7) 落石的运动距离、速度 (动能) 、运动形式、跳跃高度等与坡体的物质性质有关。在起始速度相同的情况下, 落在坚硬的基岩上, 能量损失较少, 运动距离、速度和跳跃高度均较大。若基岩较软或第四系覆盖层较厚, 其能量损失就较大, 相应地, 距离、速度、跳跃高度等均较小。
5 结论及建议
根据该危岩体的地质环境、工程地质条件, 稳定性宏观分析和计算结果综合分析, 可以对该危岩的发展趋势进行分析和判断。崩塌以后的可能出现下列情况: (1) 陡崖上的危岩体还会在暴雨或余震因素作用下, 发生崩落, 崩落的量受外部因素影响大小的控制。 (2) 分散在坡面上的危岩块体 (孤石) 具有很大的不确定性, 存在受外界作用发生崩落的可能。
危岩体的变形破坏模式以倾倒和滑移式崩塌为主。它们受地质条件、暴雨和地震等多种因素的影响和限制, 有可能发生转化。危岩体失稳后的运动形式、速度和跳跃高度等与所在坡体的物质性质有关。岩性越软 (包括覆盖层) , 能量损失越大, 运动距离、速度和跳活高度等就越小, 反之就越大。建议采取拦石网+危岩清除+裂缝封闭+排水系统相结合的综合治理工程方案。
参考文献
[1]徐开祥, 黄学斌, 付小林, 程温鸣, 郭满长, 李辉武.滑坡及危岩 (崩塌) 防治工程措施选择与工程设置[J].中国地质灾害与防治学报.2005 (04)
[2]唐红梅.滑塌式危岩控制设计工况数值模拟研究[J].重庆交通学院学报.2005 (05)
[3]赵旭, 刘汉东.水电站高边坡滚石防护计算研究[J].岩石力学与工程学报.2005 (20) .
变形破坏 篇2
高速摄像机凭借着其高频率的拍摄速度进而能够捕捉到一些高速移动物体的运动轨迹，从而能够得到一些人们肉眼所无法观察到的画面，如运动员入水的一瞬间、乒乓球擦边、气球爆裂的一刹那等，人们发现高速摄像机下的镜头进入可以看得如此细致，清晰，这样高速摄像机被人们应用的越来越广泛，有着越来越多的需求，工业、农业、军事、航天航空、科学研究等领域也都有涉及。
高速摄像机用来观察材料动态变形破坏过程是最好的不过的了，我们都知道物体在变形的过程中一般太快或者太慢都让你无法捕捉，而高速摄像机便很好的解决了这一问题。采用分离式霍普金森压杆(SHPB)加载装置对高聚物粘结炸药(PBX)模拟材料进行动态拉伸和压缩加载。利用高速摄影装置记录材料动态变形破坏过程,结合数字散斑相关技术,对不同加载条件下的位移场和应变场进行了分析,对PBX模拟材料动态变形破坏现象和机理进行了分析。
变形破坏 篇3
【关键词】回采巷道变形破坏；支护；初探
在煤矿的回采巷道中，由于地形结构所决定，有些回采巷道中的变形破坏给井下作业生产造成了很大影响，降低了工作效率，潜伏了安全隐患，所以必须要认真研究回采巷道的变形机理，从而找出合理的支护措施，保证巷道内作用的正常进行。
1、回采巷道变形破坏的影响和特征
1.1回采巷道变形破坏的影响
回采巷道的变形破坏会导致巷道支架变形，挤压巷道断面，巷道支架的顶梁会变形折断，棚腿因受力过大会被压入巷道，如果棚腿进入了底板，则会引起底鼓，工字形钢支架会被压成倒梯形；U形支架的卡子内人螺栓会被压坏，整个支架变成不规则形状，巷道内部空间因挤压而缩小，于是机电设备无法移动，生产物资无法运送，为维护正常的工作环境而采取的扩幫、清渣、底板翻修、重整支架等措施会占用大量的人力、物力，消耗大量的时间，直接导致开采工作的停滞。
1.2发生变形破坏的外在特征
（1）相同地质结构和工作环境的巷道内，拱形支架要比工字型支架的性能更好，可以有效防止巷道的变形，分解破坏力。（2）从巷道周围的岩层结构来看，如果围岩稳定，巷道内煤层结构单一，可以一次性从顶到底全部采清，同时顶板和底板的岩石坚硬，则巷道不易出现变形破坏。而煤层结构复杂的机、风巷道中，需要对支架进行经常性的维护。（3）上分层的回采巷道比下分层的巷道性能稳定，不易发生变形。（4）一侧被采空的巷道比两侧都是实体煤层的巷道更容易变形。（5）受采动影响后，工作面容易发生变形破坏。
2、巷道变形破坏物理力学分析
巷道被掘开后，原本受原岩应力场作用而处于稳定状态的岩层，受力结构遭到破坏。巷道的出现改变了周围岩体的围压，岩层的受力分布重新调整，集中应力会伴随着巷道的掘进而从表面转移到巷道深部。只有围压足够大时，才能够承载围岩上的集中应力而不至于产生变形。巷道掘进过程中，巷道围岩的集中应力经历了从切向应力增大而径向应力减小且围压变小的过程。低围压和高集中应力的共同作用，会引起巷道围岩的变形破坏，这种变形还会伴随着集中应力逐步深入，但是在巷道支护作用下，围岩的围岩增大，破坏力收到支架的支撑而得到控制。但是巷道围岩的变形不会就此停止，它只是暂时趋于稳定，一旦有外力因素发生作用，主要是采动作用，另外还有风化、水蚀、温度等，都可能会引起围岩的受力平衡被破坏，产生新的移位和变形，集中应力发生转移。这个过程会反复不停的进行，人为因素是无法彻底将其消除的。实质上，巷道支护只是能够为巷道的表面岩层提供部分的支撑力，为内层的围岩提供相当的等围压，从而暂时为巷道的工作面提供稳定的环境，确保围岩短期内不会产生变形。
3、回采巷道加强支护的方法
3.1提高围岩强度
在回采巷道中，由于集中应力的存在，巷道表层的岩石处于残余强度状态，如果能够尽量维持这种残余强度，就会减少变形破坏，可以采取的措施有：
（1）加强支护力。支护力能够起到增强围岩的围压作用，从而分解表层位围岩的集中应力，把二向应力分解为三向应力，从而起到维持残余强度的作用。（2）锚杆支护围岩。锚杆的锚固力可以粘合围岩的破裂，提高破裂岩体的强度，从而增加了表层岩石的残余强度，使表层岩层成为具有较高承载能力的锚固层。（3）注浆加固围岩。如果表明岩石已经破碎，锚杆加固就不能起到很好的粘合作用，可以在锚固支护的基础上，进行注浆加固，注浆可以提高松动碎石的强度，减少风化、水蚀、温度变化的破坏力，加固岩体的表层，保护内部结构。
3.2加固巷道围岩弱结构
巷道被开出后，如果煤层两帮的岩层和顶底板的岩层形状不同，其变形规律就会不同，哪个部位强度教弱，哪里就会首先变形，引起这个围岩受力不均，结构失衡。如果此时巷道能的支护强度不够，可伸缩变形的程度不能适应岩层受力的变化，岩层就是产生滑动垮台，深层部位的岩石也会受到破坏，可能导致巷道围岩的整体变形，失去原有的稳定性。所以，对于巷道内的全部断面进行相同力量的支护是不能保持围岩受力均衡的，正确的做法是对巷道的薄弱岩层加强支护，才有利于这个岩体的平衡。
两帮和顶底板的作用力是相互的，任何一个部位的变形都会对整个围岩的围岩造成影响，这种影响的结果是岩层强度减弱而承载的压力不变，必然会导致岩层变形。所以，找到弱结构来重点加强支护是保证这个巷道安全性的关键。弱结构解决了，就不会产生相互破坏的力，遏制这个巷道岩体连锁变形的恶性循环，起到良好的支护作用。
3.3“锚网索+U型棚”联合支护
3.3.1“锚网索+U型棚”作用原理
锚网索+U型棚支护联合支护是针对围岩岩性差的巷道采取的支护办法。虽然锚网索支护非常有效，但是对于防止围岩的整体移位而产生的变形破坏效果不明显，为了防止围岩的过大移动，可以使用型棚做二次支护，锚网索支护已经让围岩的变形稳定而均匀，所以U型棚上的荷载是均匀的，U型棚有较好的抗压作用，从而有效控制围岩的整体位移，起到稳定整个围岩的作用。
3.3.2“锚网索+U型棚”联合支护工程实例
某工作面回采巷道为半圆拱断面，标高-900m，采用锚网索+U型钢棚联合支护，棚距600mm，宽×高=5.2m×4.05m，断面21.06m2。直接顶为泥岩、煤、砂质泥岩组成的复合顶板，平均厚度6.38m；老顶由细中砂岩及少量的砂泥岩互层组成，厚度9.67～11.64m，平均厚度11.6m；直接底为泥岩、砂质泥岩、煤及少量粉细砂岩组成的复合底板，平均厚度5.2m。锚杆间、排距为1500×1000mm，锚杆规格φ22×2200mm，支护采用29#U型棚支护，棚距为500mm。
从现场位移观测结果中可以看出，在巷道掘进初期位移变化较大，一个月后巷道的表面位移逐渐趋于稳定，顶底板位移量为530mm、底臌量为165mm、两帮移近量为600mm、顶板移近量为270mm，巷道围岩整体保持稳定状态。
4、结束语
地面沉降变形破坏实例分析 篇4
关键词：地面沉降,地面裂缝,变形破坏形态,破坏分析
1 引言
从广义的地面沉降概念而言,地面沉降是在自然和人为因素作用下,由于地壳表面土体压缩而导致区域性地面标高降低的一种环境地质现象[1,2]。地表水下渗是较为常见的一种引起地面沉降的原因之一,其主要表现为土体遇水软化、静水压力、动水压力、土体容重增加等多个方面[3]。本文以某水库溢洪道下游出水渠左岸地面沉降变形破坏为例,通过调查沉降区工程地质及水文地质条件,研究了地面沉降的破坏形式,分析了产生地面沉降的原因。
2 工程概况
某水库在2010年汛期运行中,溢洪道下游出水渠左岸出现大面积地面沉降现象,并伴随有大面积地面裂缝,裂缝分布区域长约90.0m,宽约15.0m,裂缝最大宽度达0.70m,出现最大高约0.90m错台,挡土墙也出现宽约15~20cm的拉裂缝,地面明显向溢洪道侧倾斜,倾斜角度达15°,且局部出现坍塌现象,严重影响周围居民的正常生活和出行安全,一旦垮塌,将对水库行洪产生极大的影响。
场区地貌类型为中度切割低山和剥蚀-溶蚀丘陵,地形为南高北低。溢洪道岸坡较陡,一般1:0.2~1:0.4,局部近乎直立,溢洪道岸顶建有重力式挡土墙,距溢洪道岸边一般2.0~5.0m,墙体材料为浆砌块石,挡土墙高约7.0~8.0m,顶宽1.0m,墙体未设置泄水孔,挡土墙外侧建有两道扶壁,上部筑有高约1.5m的景观挡墙;沉降区上部为回填砾质土,填土以下地层为第四系坡洪积形成的砾质土、壤土和页岩层。回填土厚度不一,自西向东渐薄,西部最厚处6.0m,东部最薄处1.0m。
3 沉降区现状形态
该沉降区位于水库溢洪闸下游左岸,距溢洪闸90m。沉降、裂缝区沿溢洪道分布长度90m,垂直溢洪道分布宽度15m,沉降影响面积约1350m2。
沉降区有三个显著特点:一是大面积沉降、局部坍塌;二是地面产生纵(平行溢洪道方向)横(垂直溢洪道方向)向裂缝;三是挡土墙体出现拉裂缝(见图1)。
3.1 沉降变形
沉降区北部沉降量10~30cm,沉降区中部沉降量10~90cm,沉降区南部地面沉降达10~40cm,沉降变形严重区中部沉降量明显大于南北两侧,地面出现对折现象,地面沉降区周边出现明显的错台,沉降区地面向溢洪道侧倾斜,倾斜角度达15°。局部坍塌区位于场区东南角,长约10.0m,宽约2.5m,土体连同挡土墙体一起坍塌,塌方量约有80m3,坍塌区两端挡土墙出现较大位置错动,错动角度达15°。
3.2 裂缝
沉降区内出现多条宽深不一的裂缝,主要发育四条纵向裂缝,两条横向裂缝(见图2)。裂缝宽度最大达0.8m,边坡挡墙局部出现拉裂缝,缝宽约1~2cm,裂缝处有轻微错动,错动距离约1cm。
纵向裂缝:(1)号裂缝自坍塌区开始一直延伸至景观桥处,长约89.20m,走向NW,裂缝宽度自东南向西北逐渐变窄,最宽处约0.50m,最大错台高度约0.40m;(2)号裂缝长约62.30m,走向NW,裂缝宽度自东南向西北逐渐变窄,最宽处约0.80m,最大错台高度约0.50m,西北端与挡土墙相交,在挡土墙处形成宽约2cm的拉裂缝,并形成约6cm的错动缝;(3)号裂缝长约18.80m,环形发育,位于沉降最严重区域,最大宽度约0.70m,形成的错台最高约0.90m,西北端与挡土墙相交,在挡土墙处形成宽约15~20cm的拉裂缝;(4)号裂缝长约45.00m,沿挡土墙内侧呈直线发育,缝宽约2cm,与原地面最大沉降差约0.50m,沉降差沿挡土墙自东南向西北逐渐减小。
横向裂缝:(5)号裂缝长约7.50m,走向NE,裂缝最宽处约5cm,南端与(2)号纵向裂缝相连,北端交于挡土墙,在挡土墙上形成宽约15~20cm的拉裂缝;(6)号裂缝长约6.30m,走向NE,缝宽8~10cm,南端与(2)号纵向裂缝相连,北端交于挡土墙,在挡土墙上形成宽约3cm的拉裂缝(见图1b~图1e)。
3.3 挡土墙变形
经现场察看,在挡土墙体发现三处明显裂缝和一处大面积坍塌:(2)号裂缝北端与挡土墙相交处,于挡土墙体形成宽约2cm的拉裂缝,并形成约6cm的错动;(5)号裂缝北端与挡土墙相交处,在挡土墙上形成宽约15~20cm的拉裂缝;(6)号裂缝北端与挡土墙相交处,在挡土墙上形成宽约3cm的拉裂缝。场区东南角坍塌区挡土墙坍塌长度约10m,坍塌区两端挡土墙出现较大位置错动,北端挡土墙偏向溢洪道侧,错动角达15°。沉降变形严重区,挡土墙上部略微向溢洪道侧倾斜,倾斜角约5°,下部未见明显向溢洪道侧位移变形;挡土墙外侧扶壁与挡土墙接触处,有一条宽约10cm的竖向裂缝(见图2f)。
4 变形破坏原因分析
根据野外调查显示,(1)号~(3)号裂缝均呈环形分布,最大沉降量为0.9m,(4)号裂缝沿挡土墙呈直线分布,最大沉降量为0.5m,沉降区中部沉降变形大于南北两侧,变形严重区地面出现向中部对折现象。沉降区内树木向溢洪道侧倾斜,挡土墙体未发现明显内倾现象;挡土墙外侧,溢洪道顶土体未发现明显被挤出和舌状凸起现象;据钻孔揭示,沉降区内地层岩性为砾质土、壤土,下覆页岩,砾质土内摩擦角35°,不具备剪切滑动条件,壤土厚度较薄,且分布不连续,亦不具备滑床特质,下覆页岩岩层倾向NW,倾角5°~9°,未发现层间错动挤出,综上所述,我们认为沉降区裂缝为不均匀沉降造成。从总体上看分析,我们认为造成地面沉降及局部坍塌的原因有以下几点。
1)地形。沉降区呈南高北低、东高西低。东侧、南侧大气降水形成路面坡水交汇于沉降区东部坍塌部位,是造成局部坍塌的主要因素之一。
2)内因。回填区土体粒径大小不一,级配差,结构杂乱且松散,透水性强,具备形成沉降的岩性结构条件。
3)外因。雨水入渗是造成大面积地面沉降的主要外部原因。修建挡墙时,未考虑有效的排水措施,回填区域亦未做好防渗,大量雨水造成坡面流急剧下泄,长期浸水又使得回填土容重增加,地面开始沉降引起地面开裂,地面裂缝的出现又加剧了地表水的入渗,孔隙水压力骤然升高,造成被动土压力增大,在挡土墙上造成墙体开裂,产生错位。
5 结语
1)通过分析,降雨入渗是导致大面积地面沉降及局部坍塌的主要原因,回填区土体结构杂乱且松散,透水性强,亦具备形成沉降的岩性结构条件。
2)对于类似工程,应对地表水(路面坡水)进行有效疏导。回填区域应分层夯实,并做好防渗措施,挡土墙体也应设置一定数量的泄水孔,以减小孔隙水压力。
参考文献
[1]刘毅.地面沉降研究的新进展与面临的新问题[J].地质前缘,2001,8(2):273-277.
[2]郑铣鑫,武强,侯艳声.关于城市地面沉降研究的几个前沿问题[J].地球学报,2002,23(3):279-282.
变形破坏 篇5
三峡库区兴山县某挡土墙变形破坏成因机制分析
简要介绍兴山县某挡土墙的的基本现状,阐述挡土墙主要变形破坏形式.针对挡土墙的`变形破坏特征,结合边坡地质条件,分析了挡土墙的变形破坏的成因及形成机制,认为挡土墙较高,导致墙后主动土压力大,是造成挡土墙变形破坏的主要原因;工程建设后期堆载过大、墙后填土截排水措施不完善等也是影响挡土墙稳定性的重要因素.
作 者：李三明 汤江红 邓薇 LI Sanming TANG Jianghong DENG Wei 作者单位：武汉地质工程勘察院,湖北,武汉,430051刊 名：资源环境与工程英文刊名：RESOURCES ENVIRONMENT & ENGINEERING年，卷(期)：201024(1)分类号：U417.1+1关键词：挡土墙 变形破坏 成因机制
浅谈岩质边坡变形破坏模式 篇6
关键词：岩质边坡,破坏,模式
我国是个多山地多丘陵的国家, 随着西部如火如荼的工程建设, 特别是在西南地区, 必然会遇到很多岩质边坡, 而对这些边坡进行稳定性评价时, 不可避免的要涉及到变形破坏机制问题, 因此有必要对其做一个总结。
1 岩质边坡变形破坏的基本类型
地质观察和模拟试验表明, 边坡岩体变形过程中, 必将出现一系列新的表生结构面和褶皱, 它们可以由原有的结构发展而成, 也可以是新产生的[1]。边坡在达到最终破坏前总要经历或长或短的变形阶段, 主要方式为卸荷回弹和蠕变这两个过程。
岩质边坡的稳定性很大程度上取决于岩体内的破裂面和不连续面的存在及其性质, 而且岩体的主要力学性质是随着这些破坏面的状态、形状和空间分布而变化的。因此, 岩质边坡与土质边坡不同, 它的稳定性主要是通过分析岩体中的结构不连续面来进行评价的。
边坡的破坏有各种各样的原因, 产生破坏后的形态和作用也极不一致, 因而岩质边坡的破坏形式的分类也是多种多样的。但大体可以分为3种基本破坏类型, 即崩落 (塌) 、滑落 (坡) 和 (侧向) 扩离, 就岩体破坏机制而言, 崩塌以拉断破坏为主、滑坡以剪切破坏为主、扩离则主要由塑性流动破坏所致[2]。
2 岩质边坡常见的变形破坏模式
根据岩体变形破坏的力学机制, 岩体变形可以概括为下列几种基本的变形破坏模式, 即滑移—拉裂、滑移—压裂、弯曲—拉裂、塑流—拉裂。在同一边坡变形体中, 也可能包括有两个或多个变形模式, 它们可以不同方式组合, 而且某一变形模式还可在演化过程中转化为另一种模式[2]。
2.1 滑移—拉裂破坏模式
边坡岩体沿下伏软弱面向坡前临空面方向滑移, 并使滑移体拉裂解体 (见图1) 。它受已有软弱面控制, 其进程取决于软弱面的产状和特性。当滑移面向临空面方向倾角足以使上覆岩体的下滑力超过该面的实际抗滑阻力时, 则该面一经被揭露临空, 待后缘拉裂面一经出现即迅速滑落, 蠕变过程极为短暂。
2.2 滑移—压裂破坏模式
这类变形破坏主要发生在坡度中等至陡平缓层状体斜坡中, 坡体沿平缓结构面向坡前临空方向发生缓慢的蠕变性滑移。滑移面的锁固点或错列点附近, 因拉应力集中生成与滑移面近于垂直的拉张裂隙, 向上扩展且其方向逐渐转成与最大主应力方向区域一致并伴有局部的滑移, 滑移压裂变形是由边坡内软弱结构面处自下而上发展起来的。如图2所示为滑移—压裂变形演变图: (1) 为卸荷回弹阶段, (2) , (3) 为压裂面自下而上扩展阶段, (4) 为滑移面贯通阶段。
2.3 弯曲—拉裂破坏模式
这类破坏主要发育在陡立或陡倾层状岩体组成的陡坡中, 一般都发生在边坡前缘, 陡倾的层状岩体在自重弯矩作用下, 于前缘开始向临空方向做悬臂梁弯曲, 并逐渐向坡内发展, 弯曲的板梁之间互相错动并伴有拉裂, 弯曲体后缘出现拉裂缝, 形成平行于走向的反坡台阶和槽沟, 板梁弯曲激烈部位往往产生横切板梁的折裂。图3为弯曲—拉裂变形各阶段示意图。
2.4 塑流—拉裂破坏模式
这类破坏主要发育在以软弱层 (带) 为基座的软弱基座型边坡中。下伏软岩在上覆岩体压力作用下产生压缩变形, 使得软岩 (土) 或压碎物质向临空方向塑流挤出, 导致上覆较硬层拉裂、解体和不均匀沉陷。图4为塑流—拉裂变形发展各阶段示意图。
2.5 复合变形破坏模式
岩质边坡变形破坏虽然往往以某一破坏模式为主, 但由于边坡岩体结构和外形的复杂性, 有的边坡可出现两种或多种变形模式, 并以一定的方式组合在一起, 譬如坡体前部、后部不同变形模式的组合, 坡体浅部、深部不同变形模式的组合等。另外在岩质边坡变形发展过程中, 由于变形、应力集中和累进性破坏, 坡体中原有结构面的特性和产状不断有所变化。某些新的拉裂面、剪切面的形成与发展, 使变形的基本条件发生了变化, 其结果有时可能使变形模式转化。譬如塑流—拉裂转化为滑移—拉裂、弯曲—拉裂转化为滑移—拉裂等, 此外还有其他形式。值得注意的是许多转化实例表明, 滑移—拉裂或滑移—压裂往往是最终使大规模坡体失稳的主要变形形式[3]。
3 结语
岩质边坡变形破坏模式的研究已有许多优秀成果, 限于资料和水平, 文中只作了一个简要的介绍, 未作深入的研究和探讨。这些模式有助于确定斜坡可能的变形形式、判断其发展阶段和预测它的发展趋势, 也有助于设计合理可行的物理模拟和稳定性计算方案, 并且还可期望应用于其他类型的岩体稳定性问题和区域构造稳定性分析评价中。
参考文献
[1]崔政权, 李宁.边坡工程——理论与实践最新发展[M].北京:中国水利水电出版社, 1999:64-69.
[2]张倬元, 王士天, 王兰生.工程地质分析原理[M].北京:地质出版社, 1994:321-338.
[3]徐邦东.滑坡分析与控制[M].北京:中国铁道出版社, 2001:25-29.
变形破坏 篇7
1 煤矿回采巷道变形破坏特点分析
煤矿回采巷道发生变形破坏, 最直观的表象为:巷道断面的形状发生改变, 断面面积减小;支架在压力作用下产生很不规则的变形, 或者直接折断, 形成爬行巷道;压蹦U型钢支架卡子螺栓;支架顶梁被压弯折断, 高压力将棚腿挤进巷道围岩, 或者挤入底板内, 出现底鼓现象。这些情况的出现将会严重影响矿井机电设备以及煤炭的正常运输, 加大了通风阻力, 增加了瓦斯积聚的危险, 导致工作面的推进难以进行, 容易造成工作面停产。另外, 一旦回采巷道出现变形破坏后, 为了维持生产, 需要对巷道进行扩帮处理、卧底翻修, 并需要将因此而产生的渣物清理后运出, 这无疑会花费大量的人力财力和物力, 并会大大增加工作面停产时间。大大降低了劳动生产率, 增加了吨煤成本, 并增加了威胁矿工人身安全的危险因素。
煤矿回采巷道的变形破坏通常具有如下特点。对于单一煤层, 如果回采巷道将煤层的顶底板作为自身的顶和底, 即所谓的一次采全高, 并且煤层顶底板比较坚固的情况下, 此时的回采巷道一般能长时间保持稳定不发生大的变形破坏, 在煤矿开采过程中不需要专门对其再加固和再翻修。但对于位于复杂地质条件附近的回采巷道, 需要经常对这些巷道进行加强支护, 不断维修, 这类回采巷道往往需要花费较大的精力去维护。
对于某一煤矿回采巷道, 巷道当中靠近采煤工作面, 受采动影响强烈的部位最容易发生变形破坏。而远离采动影响范围的部位, 情况要好一些, 相对而言, 这些部位不易发生变形破坏。
相同情况下, 使用工字钢支架来支护回采巷道, 其支护效果远远比不上采用拱形支架的支护效果。通常采用拱形支架来支护煤矿回采巷道, 巷道的变形量较小, 对生产造成的影响不太大。
对于厚煤层分层开采, 当把回采巷道布置在煤层下分层的时候, 回采巷道就被置于锈结假顶下, 这类巷道的稳定性较差。相比而言, 如果把回采巷道布置在上分层中, 回采巷道的顶板即为煤层顶板, 这类巷道的稳定性比下分层当中的回采巷道稳定性要强, 更易维护。
2 造成煤矿回采巷道变形破坏的机理分析
找出煤矿回采巷道变形破坏的机理, 就可以对症下药寻找出阻止巷道变形破坏的办法。
经过挖掘施工后形成了回采巷道, 形成后的回采巷道是否会发生变形破坏, 这主要取决于两方面的因素, 一是围岩本身的力学强度, 通常围岩的力学强度越大、硬度越高, 巷道就不易发生变形破坏, 维护巷道的工程量就相对较小。另一个主要因素是围岩受到的应力大小, 一般情况下, 若巷道围岩的力学强度一定, 围岩受到的应力越大, 其变形破坏程度越严重。当围岩应力小于围岩的屈服强度时, 此时围岩处于弹性状态, 巷道变形很小, 基本上不用采取支护手段。一旦围岩受到的应力远大于其自身的强度极限, 围岩进入塑性区, 塑性区的围岩受力后很容易发生变形, 从而导致巷道的整体变形破坏。
当煤层的一侧是采空区, 在这样的煤层中布置回采巷道时, 回采巷道将会受到相邻已采工作面采空区的残余支承压力。所以对于这类回采巷道, 在工作面向前推进的过程中, 它不但会受到本工作面回踩引起的超前支承压力, 同时还会受到相邻已采工作面采空区的残余支承压力。当这两种压力相互叠加在一起的时候, 将会形成高于原岩应力四到六倍的叠加应力。例如, 在煤层向采空区凸出拐角的位置, 将会产生较大的叠加应力, 该处就很容易发生变形破坏。因此, 这种叠加应力是造成回采巷道变形破坏的重要因素之一。
煤矿回采巷道的支护方式包括工字钢梯形支架支护、U型钢拱形可压缩性支架支护和锚杆金属网联合支护等。对于单一煤层中布置的巷道, 若巷道顶底板较完整、岩层结构均匀, 这类巷道在煤矿开采过程中不易变形, 相对稳定, 一般采用工字钢梯形支架支护即可满足要求。若是在下分层中布置巷道, 巷道受到围岩应力和采动压力的共同作用, 这类巷道将会受到较大的应力, 若采用工字钢支架对其进行支护, 支架承受的应力将会超出自身的承载能力, 支架将很容易发生大变形或者折断, 支架的两帮腿便会向巷道中间挤出, 加大了巷道棚距。因此, 对于这类巷道不宜采用工字钢支架, 为了维护巷道稳定, 需要改用强度更大的U型钢拱形可压缩性支架来支护。然而, 对于节理裂隙均不发育的单一分层回采巷道或是上分层巷道, 若其顶板坚硬完整, 通常采用锚杆金属网支护就能保持巷道不发生大的变形破坏。
3 煤矿回采巷道加强支护方法的探讨
回采工作面的推进将会使回采巷道承受不可避免的采动压力, 并且会受到相邻采空区的残余支承压力, 这些压力可能导致回采巷道产生大变形和破坏, 必须对其进行加强支护。巷道加强支护要符合以下原则:不能恶化原有支架的受力状况;能够减小塑性区的扩展;能够增加塑性区围岩的强度, 加强围岩自承载能力;经济合理、施工方便, 不影响巷道正常使用。自开切眼起, 回采巷道就会受到采动压力等的影响, 因此, 加强支护需要从开切眼的时候就实施。
对于应力较大、变形严重的回采巷道, 可以在工字钢梯形支架或U型钢拱形支架之间打锚杆和钢笆网, 以此来加强回采巷道的支护。通过打入锚杆并铺设钢笆网, 将原有的支架—围岩体系变成支架—锚固层—围岩体系, 很好地加强了支护效果。锚杆—钢笆网促使巷道周围形成锚固圈, 增加了巷道的自承能力和稳定性。并且保证了巷道顶部岩体的完整性, 从而使支架受力均匀, 充分发挥了U型钢支架的可缩性。
4 结论
经过多年的发展, 我国煤矿巷道支护取得了长足的进步, 支护方法和效果比过去大大加强, 带来了重大的经济效益。尽管如此, 我国煤矿巷道支护还存在许多问题, 仍是制约生产和安全的重大因素, 需要我们继续开拓, 探索出更优越的新的支护方法。
摘要：煤矿回采巷道的变形破坏将会严重影响采煤效率, 阻碍设备运输和通风, 增加企业的经济负担和安全瓶颈。本文总结了煤矿回采巷道变形破坏的直观表象, 并深入分析了巷道变形的发生机理, 在此基础上探讨了加强巷道支护的方法。
关键词：煤矿,回采巷道,变形,支护
参考文献
[1]高巍, 王伟, 王丰敏.煤矿回采巷道变形破坏机理及其加强支护[J].煤炭技术, 2005 (9) .
危岩楔形块体变形破坏机理研究 篇8
1 分析危岩形成的条件和影响因素
危岩楔形块体的发育是一个漫长过程, 受诸多因素影响, 本文通过对危岩楔形块体发育影响因素的分析, 将危岩的影响因素归纳为内部因素和外部因素, 内部因素包括:重力、岩性组合和水文地质条件等;外部因素包括:地震影响、气候因素和人类相关活动等[1~4]。
那么, 内部因素中对危岩楔形块体稳定性影响最大的是重力。重力是危岩楔形块体失稳的主动力, 以重力为主要外营力引发危岩的崩塌、滑塌、坠落、倾倒等屡见不鲜, 主要形式有蠕动、泻溜、崩塌和滑坡等。外部因素中地震对危岩楔形块体失稳影响最大。地震以及不适当的大爆破施工是引起危岩崩塌失稳的强烈触发因素。调查统计表明:山区的地震往往引起大规模的危岩破坏失稳, 造成严重的地质灾害。地震作用时, 产生垂直和水平向地震力作用, 使边坡岩体中结构面强度降低, 应力释放, 产生的结构面和已有的结构面更加发育。对于破碎岩体, 尤其产生的水平的地震力易使其失去稳定性。岩体中裂隙水压力对危岩的稳定具有重要的影响, 岩体中的应力对裂隙的影响较为敏感, 应力变化将导致岩体裂隙的张开或闭合, 那么在地震的作用下形成动水压力, 给危岩造成不利影响。
2 工程实例
某天然岩质边坡, 坡高9m, 坡面倾角53°, 密度2400kg/m3, 剪切模量3.58GPa, 体积模量4.07 GPa, 粘结力为1700KPa, 内摩擦角为34°, 剪胀角为5°, 抗拉强度为516KPa, 泊松比为0.16。危岩楔形块体高4m, 楔形块体两平面法线方向分别为 (6, 4, -9) , (-6, 4, -9) , 两平面交线倾角24°, 危岩体后主控结构面粘聚力70 KPa, 内摩擦角为25°, 法向刚度为200 KPa, 切向刚度60KPa。
本文通过静力解析法, 赤平极射投影法和FLAC3D数值模拟法分析该危岩楔形块体的稳定性和变形失稳机理。
2.1 静力解析法
裂隙水压力和地震力计算公式为:
式中, FW为危岩体贯通裂隙高度1/3处的裂隙水压力, 单位为KN;γW为水的容重, 单位为KN/m3;P为水平地震力μy为地震力系数, μy的取值与地震震级有关;W为危岩体自重力。
危岩楔形块体静力解析法计算模型见 (图1) , 图中AB为主控结构面长度。
其倾角为β、等效强度参数c、φ。针对主控结构面进行分解如下:
假定主控结构面上的法向分量和切向分量沿着主控面均匀分布, 则分别得到主控结构面的平均法向应力和平均剪应力分别由下列公式计算:
进而可得到主控结构面的抗剪强度τf进而确定危岩的稳定系数FS
根据式静力解析公式1~7, 取0.05, 计算结果如下:W=5644800;P=282240;Q=52811;N=5043655;T=2550485;FS=1.14根据三峡库区地质灾害防治工作指挥部提出危岩稳定状态判别标准, 此危岩楔形块体处于欠稳定状态。
2.2 赤平极射投影图
根据工程实例经计算得表1的危岩楔形块体的结构面参数, 然后采用赤平极射投影法[2]危岩楔形块体的赤平极射投影投影图如图2。
从图2可以看出, 两组结构面交线OP的倾向与坡面一致, 但倾角小于边坡倾角, 危岩楔形块体属不稳定结构。
2.3 FLAC3D数值模拟
本文应用FLAC3D对工程实例的危岩楔形块体进行变形失稳机理分析。通过FLAC3D软件模拟, 监测危岩楔形块体的变形的位移云图见图3, 监测接触面状态通过统计计算有91%的网格节点发生破坏。
通过软件模拟可以得出如下结论:a.通过危岩楔形块体变形的位移云图可见, 变形最大出现在危岩楔形块体和岩质边坡接触面附近。b.通过监测接触面状态, 有91%的节点发生破坏, 说明危岩楔形块体变形最大的位置也是危岩楔形块体发生破坏的位置。c.那么, 通过结论1和结论2可以判定, 如果危岩楔形块体发生变形失稳一定沿着危岩楔形块体和岩质边坡接触面发生。
3 结论
在危岩楔形块体变形失稳发育中, 重力、地震力和裂隙水压力起主导作用。对某工程实例采用静力解析法和赤平极射投影法判定某危岩楔形块体处于欠稳定状态, 再应用FLAC3D软件分析此危岩楔形块体变形失稳机制, 得出如下结论:a.危岩楔形块体变形最大出现在危岩楔形块体和岩质边坡接触面附近;b.危岩楔形块体变形最大的位置也是危岩楔形块体发生破坏的位置;c.如果危岩楔形块体发生变形失稳一定沿着危岩楔形块体和岩质边坡接触面发生。静力解析法 (定量) 、赤平极射法 (定性) 和数值模拟法三种模拟方法有机结合在一起, 从而有效的明确危岩楔形块体体的变形破坏机理。
摘要：本文从影响危岩楔形块体发育的因素着手, 首先应用静力解析法、赤平极射投影法分析某危岩楔形块体在重力、地震力和裂隙水压力作用下的动力稳定性, 然后再应用FLAC3D对此危岩楔形块体变形破坏机理分析, 通过分析得出如下结论:1、危岩楔形块体变形最大出现在危岩楔形块体和岩质边坡接触面附近;2、危岩楔形块体发生破坏的位置也是危岩楔形块体变形最大的位置;3、如果危岩楔形块体发生变形失稳一定沿着危岩楔形块体和岩质边坡接触面发生。静力解析法 (定量) 、赤平极射法 (定性) 和数值模拟法三种模拟方法有机结合在一起, 从而有效的明确危岩楔形块体体的变形破坏机理。
关键词：动力稳定性,变形失稳,危岩楔形块体,静力解析法,赤平极射投影FLAC3D
参考文献
[1]王亮.危岩变形失稳机理及防治技术研究[D].重庆交通大学, 2008.
[2]窦明健.公路工程地质[M].人民交通出版社, 2003.
[3]王鹏.水麻路危岩危险性风险评价及防治[D].重庆交通大学, 2008.
高填方边坡变形及破坏机理研究 篇9
高填方边坡在大规模工程建设中, 一方面作为工程建 (构) 筑物的基本环境, 工程建设会在很大程度上打破原有自然边坡的平衡状态, 使边坡偏离甚至远离平衡状态, 控制与管理不当会带来边坡变形与失稳, 形成边坡地质灾害;另一方面, 它又构成工程设施的承载体, 工程的荷载效应可能会影响和改变它的承载条件和承载环境, 从而反过来影响岩土边坡的稳定性。
2 研究模型的建立
实际工程中, 每个高填方边坡都具有各自不同的特点, 要研究高填方边坡的一般的规律性的东西, 必须先进行模型的概化和边界条件的简化, 文中仅研究单一平缓地基上填筑的高填方边坡, 在本研究中假定填土的参数不变化, 研究填筑坡率和地基参数发生变化时, 填方边坡的变形趋势, 填方边坡的变形采用二维有限元计算, 计算单元采用四边形单元, 对于边坡的变形本文仅从小变形的角度来考虑即分析边坡破坏前的应变情况和分布规律, 因此在土的本构模型上选择线弹性模型, 边坡坡高15m, 边坡填筑的坡率为1:1, 1:1.5, 1:2三种。
计算参数见表1 :
3 计算分析
3.1 计算结果
安全系数计算结果见表2:
3.2 计算结果分析
由以上的计算分析可知当地基较硬时, 边坡最大的竖向和水平位移都出现在填土区域, 边坡最大水平位移出现在1/3～1/2H边坡高度, 且靠近坡面, 边坡最危险的滑面也出现在填土内部, 而此时随着边坡填筑坡率的减缓, 边坡的最大竖向位移基本不变, 边坡最大水平位移逐渐减少, 最大水平位移的位置在高度方向上基本不变, 在水平方向上有远离坡面的趋势, 边坡安全系数明显提高。 当地基较软时, 边坡最大竖向位移仍出现在填土顶面, 但随着地基土变形模量的减少, 最大竖向位移显著增大, 地基土本身的竖向位移也随之增大, 且坡脚前缘附近有正位移出现, 即坡体前缘将出现隆起, 边坡最大的水平位移出现在地基土区域, 高度方向为原地面以下一倍坡高处, 水平方向接近于坡体中部。此时随着填筑坡率的减缓, 边坡的最大竖向位移基本不变, 最大水平位移虽然随之减少但趋势不明显。边坡滑面最深处出现在地基土区域, 滑面最大深度约为原地面以下1倍坡高处, 此时坡率的改变对边坡安全系数的提升几乎可以忽略不计。
4 结束语
填筑边坡的坡率和下伏地基土的土质对填筑边坡的稳定性均有影响。高填方边坡的竖向最大位移都出现在坡顶, 水平位移出现在距离原始地面-H～+1/2H的区域, 地基土越软, 水平位移出现的位置越靠下。
当地基土较硬时, 高填方边坡的最危险滑动面仅出现在填土区域, 此时可以通过改善填土 (如加大压实度, 加筋) 或放缓坡率来促使填土边坡达到稳定。当地基土较软时, 最危险的滑面将穿越地基, 此时仅放缓坡率或改善填土对边坡的稳定性提高作用非常有限。
参考文献
[1]钱家欢, 殷宗泽.土工原理与计算[M].中国水利水电出版社, 1995年版。
[2]胡中雄.土力学与环境土工学[M].同济大学出版社, 1997年版。
某不稳定斜坡体变形破坏特征分析 篇10
1 研究区气象水文
地处四川盆地西南边缘, 岷江以西、青衣江以东、总岗山脉南麓。丹棱属亚热带湿润区季风气候, 其显著特征是:气候温和, 四季常绿, 具有冬暖、春旱、夏无酷暑, 秋雨多, 暴雨强度大, 日照少等特点。年平均气温16.6℃, 降水量1200.8mm。境内水流资源丰富, 年径流量3.5亿m3;县内建有中小型水库61座, 库流量4430万m3。区内河流分属岷山水系和青衣江水系, 主要河道县境内长25.48km, 流域面积174.84km2。
2 工程地质条件
根据区域资料及现场勘查不稳定斜坡所在地为丘陵~缓坡地貌区, 高程489m~521m (相对高程) , 相对高差4m~32m。除南侧边坡大部分边坡坡度一般在45°~60°外, 其它地段近直立。除西侧外, 其余均被丘陵~缓坡地貌包围着。其中, 南侧边坡较高, 最大高差约20m, 其它地段边坡一般为3m~12m。校外边坡基本呈台阶状, 台阶高差约1m~5m。
场地出露的地层主要为白垩系灌口组的泥岩夹泥质角砾岩等, 据全国地震区划图编制委员会编制的GB18306-2001《中国地震动参数区划图》国家标准第1号修改单 (四川、甘肃、陕西部分地区地震动峰值加速度区划图) , 区域地震动峰值加速度为0.10g, 相应的地震基本烈度为VII度, 地震动反应谱特征周期为0.45s。
3 不稳定斜坡基本特征
现场勘查表明, 除西侧外, 其它各侧基本上被不稳定斜坡包围。不稳定斜坡发育在第四系残坡积地层和白垩系灌口组的泥岩中。斜坡下部为基岩, 上部为残坡积层等, 为岩土质混合边坡。坡体地形较陡, 平均坡度在40°以上, 最大达90°。不稳定斜坡体主要沿学校周围建筑物分布, 距学校建筑物的最近距离为1m~3m, 平面形态呈不规则“U”形或“圈椅状”。
不稳定斜坡体主要有两种破坏类型:滑塌和危岩体。其中, 滑塌主要分布在学校南侧的陡倾角斜坡的上, 常以小型的土溜形式出现, 高程在500m~512m之间, 多为浅层 (一般不超过2m) 的近圆弧滑动;危岩体在学校周围的陡边坡或近直立边坡上均有分布, 主要分布在小学南侧边坡上, 高程在494m~512m之间。常以小型的楔形体、条状或近砖形块体塌落形式出现。这两种类型的破坏规模均较小, 且主要分布的坡体的中上部。
无论是第四系的残坡积层或者是白垩系灌口组的泥岩, 岩性均相对较差, 在自身重力、风化卸荷、降雨及地震等的作用下, 发生失稳的可能性较大, 且由于学校是人口密集的地方, 任何一处边坡的失稳, 均有危及到学校教职员工的生命和财产的安全。
组成滑塌体的物质主要为泥岩的第四系残坡积物, 多以粘土形式出现, 混少量 (一般3%~5%) 碎石, 个别较多, 达10%~20%, 多呈紫红色或砖红色, 勘查期多为硬塑状。滑塌体主要分布在学校南侧陡坡体的上部, 厚度较不均匀, 一般为0.80m~1.50m厚, 因此, 其破坏也多为浅表部的。
残坡积层相对较为松散, 易于雨水下渗, 其渗透性较好。 (1) 滑床特征:滑塌体底部滑塌床多以白垩系灌口组的强风化泥岩为主, 后缘为第四系残坡积层。底部滑塌床的倾角一般在10°~50°之间, 后缘多在70°以上。其中, 底部滑塌床的岩层近水平略有反倾, 岩体节理裂隙较发育, 由于被第四系 (粉质) 粘土充填, 因此, 岩体的渗透性相对较弱。后缘滑床为第四系残坡积层, 以紫红色的粉质粘土为主, 含极少量碎石, 土体固结时间较短, 结构相对较为松散, 因此, 土体的渗透性相对较强。 (2) 滑动带 (面) 特征:发生滑塌体段的边坡一般较陡, 且分布在坡体的中上部, 其剖面形态呈近圆弧形。根据槽探和现场发生过滑塌体的边坡地段可知, 底部滑带多沿基覆界面发生, 而切割白垩系灌口组的强风化泥岩的可能性较小。沿基覆界面的滑带其岩性为第四系的粉质粘土, 其埋深一般0.80m~1.50m。倾角一般在10°~50°之间;后缘滑动带为第四系残坡积层的粉质粘土, 倾角多在70°以上, 埋深一般不超过1.50m。
组成危岩体的物质主要为白垩系灌口组薄层~中厚层的泥岩, 组成该段边坡的泥岩多以强风化为主, 仅有极少量的全风化卸荷。在学校南侧老幼儿园、北侧新幼儿园、东南侧厕所的后侧及操场东侧, 边坡近直立或直立, 高度一般3m~8m。由于组成坡体的岩层整体为薄层结构, 岩层近水平略有反倾, 岩性较差, 边坡坡度较陡, 垂直节理或卸荷裂隙较为发育, 且被近南北向和近东西的两组陡倾节理切割, 因此, 危岩体多以块体形式破坏, 规模较小, 体积一般都在几十厘米至五米之间。危岩体的剖面形态多呈近直线型或“L”型。危岩体底部主要受软弱夹层或层面控制, 侧面和后缘主要受近东西与南北向的两组陡倾 (近垂直) 节理控制。后缘多沿陡倾结构面发生, 倾角多在70°以上。滑动带与崩塌体多呈硬性结构面 (岩性多为紫红色薄层~中厚层的强风化泥岩) 接触, 局部充填第四系的粘土或表面有锈染现象等。
4 不稳定斜坡体变形破坏特征
组成不稳定斜坡体的岩性为泥岩和第四系残坡积层。斜坡为陡直边坡, 高度变化较大, 且不同地段节理发育程度不同, 因此, 在学校周围的斜坡发生变形破坏的程度也不同。
在学校东侧和北侧, 边坡高度相对较低, 因此, 斜坡变形也较小, 且多以块体 (崩塌体) 破坏形式出现, 一般裂缝宽度小于1cm, 最大达5cm。
南侧斜坡高度相对较高, 最高达20m坡体上部第四系覆盖层物理力学性质相对较差, 且坡度较陡、下伏有软弱夹层等, 容易发生拉裂变形和滑塌等, 因此, 该侧不稳定斜坡体的变形也较为强烈, 其最大拉裂缝长度约100m, 最大宽度达2cm以上。值得说明的是, 在老幼儿园后侧的南侧边坡, 为高约4m~7m的垂直边坡, 该段坡体的基岩中节理较发育, 形成了多个潜在小崩塌体 (危岩体) 。
5 结语及建议
本文以该不稳定斜坡体为研究对象分析了其变形破坏特征, 对于掌握该斜坡的变形破坏机制具有重要意义。
参考文献
[1]高晓辉, 彭建兵, 杨天亮, 等.西合高速公路采空区稳定性评价及其治理方案[J].地球与环境, 2005 (3) .