库区边坡

库区边坡（精选3篇）

库区边坡 篇1

摘要：针对柳洪水电站库区左岸边坡出现的变形情况,采取了位移监测的方法对其进行监测,在分析了位移监测资料后,结合边坡的地质条件、水库蓄水及降雨情况,阐述了边坡的变形特征。

关键词：库岸边坡,位移监测,变形特征

1 工程概况

柳洪水电站位于四川省美姑县境内,为金沙江一级支流美姑河干流梯级水电开发的第四级。库区左岸距闸线85 m～600 m的覆盖层岸坡,在施工中出现滑动变形现象,其表现为坡脚1 296 m高程出现土体剪出;已修建的贴坡浆砌石挡墙出现开裂;边坡上部出现两条长160 m～170 m,张开1 cm～5 cm的拉裂缝。鉴于该边坡紧邻闸坝,变形规模较大,对工程安全有较大的影响。因此在库区左岸边坡变形区域设置监测设施,重点监测堆积体内部变形情况,以了解滑移速率、滑面深度、影响因素等变形的基本特征。

2 主要工程地质条件

库区左岸边坡分布高程约为1 465 m～1 290 m,顺河长约500 m,宽约300 m,前缘直抵河边,下游以无名沟为界,距离坝轴线85 m左右。总体坡度约为30°～35°,前缘较陡,坡度在40°～45°之间。距闸坝取水口最近距离约110 m。勘探表明:该边坡主要由崩坡积堆积组成,最大厚度70余米,体积约320万m3,主要由块碎石土组成,内夹不等厚亚黏土夹碎石条带,整体均一性差,透水性不均一,局部有架空现象。

3 监测布置

库区边坡采用位移监测的方法,根据边坡横向长度范围,于垂直河流方向布置了3个监测断面,在3个监测断面上共计布置了3个钻孔倾斜仪。3个钻孔倾斜仪的深度为进入基岩10 m,分别为65.6 m,46.6 m和39 m,从2007年7月31日开始监测,每7d测量一次,遇蓄水、暴雨及地震时加密测量。

4 边坡变形特征

4.1 边坡变形方向

钻孔倾斜仪垂直河向(A方向)的变形以朝向坡下变形为正,反之为负;顺河向(B方向)的变形以A方向逆时针旋转90°方向变形为正,反之为负。从2007年7月开始监测至2009年12月的监测数据见表1。

从表1可以看出边坡主要变形方向为向坡外方向(A方向),其中孔口向坡外总变形111.16 mm～126.33 mm,滑移面向坡外总变形65.98 mm～95.05 mm。而顺河向(B方向)变形相对较小,其中孔口向坡外总变形9.11 mm～18.45 mm,滑移面向坡外总变形3.21 mm～14.48 mm。由此可见,该边坡的主滑方向为向坡外略偏上游。

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4.2 边坡变形模式

若边坡各部位的变形趋势一致,边坡的整体变形比较协调,说明边坡有可能处于整体稳定,也有可能产生整体失稳。若边坡不同部位的变形趋势相差较大,有的部位同其他部位相比变形明显偏大,则说明边坡产生局部破坏的可能性较大。

监测成果表明在IN01孔口下58.5 m～56.5 m段、IN02孔口下32 m～30 m段及IN03孔口下24.0 m～22.5 m段向坡外方向(A方向)变形存在突变,根据钻孔资料及勘探成果复核,与推测滑移面—含碎石粉质黏土层顶部(高程约1 296 m,在坡面基本呈水平连续分布)基本一致,可定为主滑段。根据钻孔的变形分布曲线图,在同一地点的钻孔监测位移量一般由孔口到滑移面呈逐渐减小的趋势(见图1),表明该边坡的滑移模式为沿滑移面的整体滑移。

4.3 影响边坡变形的主要因素

本边坡沿坡积堆积的粉质黏土层的顶部为底滑面产生变形,沿滑面目前累计向坡外变形65.98 mm～95.05 mm,其中2007年变形总量15.23 mm～39.19 mm,月均3.05 mm～7.84 mm,最大月变形15.57 mm(8月),最小月变形0.69 mm(12月);2008年变形总量15.01 mm～57.12 mm,月均1.25 mm～4.76 mm,最大月变形12.63 mm(4月,水库蓄水期),最小月变形0.24 mm(11月);2009年变形总量-0.39 mm～0.76 mm(截至到2月26日),月均-0.11 mm～0.22 mm。根据柳洪水电站水文资料,6月～9月为雨季,由此可见,变形速率与降雨密切相关,初期与水库蓄水有关,年变形量逐年减少,目前边坡仍在位移,但速率明显减小。

5 结语

1)从监测资料结合边坡地质条件综合分析,该边坡沿粉质黏土层的顶部构成的滑面产生变形,其变形主要受暴雨和水库蓄水影响,三年来沿滑面累计变形达65.98 mm～95.05 mm,但年变形量逐年下降。2)从监测的数据分析,影响边坡变形的主要因素为降雨和水库蓄水,因此建议在雨季和水库蓄、放水时应尤其加强观测和做好相应的预防措施和预案。

参考文献

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库区边坡 篇2

随着我国交通事业的发展, 山区沿河公路以及水库库区公路得到大量兴建。受到地形限制和交通要求的限制, 这些新建道路的路基往往受到常年或者季节性浸水、河流的侵蚀、搬运和堆积作用以及地下水的作用, 造成路基的坡脚冲刷、边坡的崩塌、滑移, 导致边坡的稳定性明显下降。因此做好库区公路路基边坡的防护工作, 对于交通运输的安全和人民群众的出行具有重要的意义。

从库区公路路基边坡的工程特性来说, 与传统路基边坡相比较, 库区路基受到了河流水的直接作用, 水成为影响路基稳定性的最直接因素。

2 影响库岸边坡稳定的主要因素

库区公路边坡破坏主要是由于边坡岩土体抗剪强度的降低和坡体整体或部分下滑力增大造成的, 影响库岸边坡岩土体稳定的主要因素有岩土体的岩性、库岸的地质构造、波浪的冲刷、地下水位的变化、地震的作用等。

2.1 岩土体的岩性

由石英、云母、长石等元生矿物构成的砂性土层中, 一般的土粒颗粒粒径较大, 土粒之间一般没有连结, 透水性强, 摩擦角大, 抗剪强度高。由于砂性土良好的透水性, 当库区水位上涨时, 土体内的水位会随之上涨, 并与库区水位形成较小的水位差, 对边坡稳定性影响不大;当库区水位下降时, 土体内水位也随之迅速下降, 并与库区水位达到基本一致, 在此过程中由于土粒之间的大颗粒, 部分土粒会被冲击出土体, 影响坡体的整体性, 造成不利的工程影响。

在黏性土层中, 一般上部地层比较松散, 如主要由蒙脱石和伊利石组成的膨胀土, 在吸水后强烈膨胀, 失水后剧烈收缩, 反复胀缩后强度衰减, 裂缝发育丰富。降水时容易渗入到地下水中, 土体的下部比较密实而起到隔水作用。当雨水下渗后, 在其分界处构成软弱滑腻面, 常使上层土体沿此软弱面而滑动。在堆积土体 (包括第四纪坡积、崩积为主的松散堆积物) 内, 当其含水量较大时, 抗剪强度显著降低, 容易产生圆弧滑动或沿下伏基岩顶面产生折线滑动。

2.2 库岸的地质构造

实验证明, 由各种软弱结构面组成“上陡下缓”的形式是边坡失稳的最不利条件。当不同成因的结构面在垂直方向形成上陡 (>60°) 下缓 (<40°) 的空间组合, 并暴露出软弱结构面时极易发生滑动。一般情况下, 堆积物和下层岩石面越陡峭, 其下滑力越大, 越容易发生滑动破坏。

2.3 波浪的冲刷

在库水、风浪冲刷及其它水流作用下, 岸坡的岩土体逐渐被冲刷、磨蚀, 而后被搬运带走, 从而使岸坡坡面后退并形成新的岸坡线, 造成库岸的再造。库岸的再造一般发生在地形坡度比较缓的土质岸坡及软质岩土体岸坡的残坡积层和强风化带。在库水波浪和风浪的持续作用下, 地形坡度较陡的土质岸坡的坡脚会发生软化并淘蚀, 部分土体脱离原土体, 造成上部的岩土体失稳。

2.4 地下水位的变化

地下水位的变化主要是由雨水的下渗和库水位的升降造成的, 也是库岸边坡失稳的最主要的外部因素之一。

当遇到暴雨季节时, 雨水随着地表的裂缝渗入到岩土体内, 使得岩土体的地下水位升高。地下水位升高导致岩土体的含水量增加, 滑动面上的抗滑力急剧下降, 黏性土的抗剪强度也随之减小, 岩土体的重度也会加大, 造成黏土土层的滑动。

库水位的涨落是岩土体内地下水位升降的主要因素。由于库水位上涨时, 库岸边坡土体受到软化、淘蚀, 土体的整体性被破坏, 易发生小规模的崩塌。当水位降落时, 由于发生速度通常较快, 产生的动水压力极易造成边坡的失稳。

3 防护处治

库区公路边坡的防护要结合边坡失稳的因素和滑体形成的内外部条件, 控制和治理可以从以下三方面着手。

(1) 改善边坡所处的水环境, 降低地表水的冲刷、淘蚀以及加强地下水的及时排出, 达到控制住地表水流及波浪对边坡的冲刷和制止地下水向坡外渗流的目的。

(2) 改变边坡的几何形状, 一方面减缓了坡脚, 一方面减轻了部分载荷, 降低下滑力, 增大抗滑力。

(3) 对于易发生破坏的不稳定区域, 进行人工加固处治, 如修筑挡土墙、抗滑桩、注入预应力锚杆或锚索。

库区公路的边坡防护措施方案的选择通常要根据岸坡的地形、地质构造、崩塌类型、库水位升降及施工条件等因素, 经过技术经济比较后, 选择最优方案, 通常多种防护措施联合应用, 具体的防护措施有如下几种。

3.1 放缓边坡的坡度

通常使用的方法是削坡减载, 削去上部的易滑动的土体堆积于坡脚处, 达到阻滑的目的, 且合理利用现场材料较为经济。在工程应用中也可以采取直接削坡的方法, 但是要先确定安全且经济的合理坡度是关键。直接削坡可以采取多段的折线式或者台阶式的处治措施。

3.2 改善坡体的排水措施

地表排水设施主要有排水沟和截水沟两种。设置截水沟的目的主要是为了将坡顶面的雨水进行拦截, 防止雨水沿着边坡冲刷坡体, 造成塌方。排水沟将截水沟拦截汇集而来的雨水沿着地形顺利排入江河湖海之中, 减小坡面冲刷, 防止地表水渗入坡体内部。

在坡体内部可以设置防渗或者排渗设施, 并在渗流出口等部位设置滤层进行保护。当采用排渗设施时, 如导滤沟、隧洞、盲沟等, 可以有效地降低边坡岩土体内的地下水位, 减小地下水的动水压力, 达到稳定岩土体的目的。实践证明, 防渗设施通常比排渗在削减水头和控制渗流量方面更为有效, 有直接阻止渗流和延长渗径的作用。防渗设施一般包括防渗墙、防渗铺盖等。

3.3 人工支档措施

(1) 石笼护岸

石笼网是由高抗腐蚀、高强度、具有延展性的低碳钢丝或者包覆PVC的钢丝使用机械编织而成。由于石笼是渗透性较高的结构, 所以可避免出现通过墙体的高水头压力差的问题。为保证石笼护岸的整体稳定性, 石笼应坐落在稳固的基础或基岩上, 基础可采用浆砌石, 块石强度不能过低, 基础埋深不小于0.5m。石笼护岸作为长时间的护岸措施, 应注重与现场实际情况结合。

(2) 抗滑挡土墙

挡土墙最常用的形式是重力式挡土墙, 以挡土墙自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定。重力式挡土墙可用石砌或者混凝土建成, 一般都做成简单的梯形。它的优点是就地取材, 施工方便, 经济效果好。重力式挡土墙不宜过高, 且基础必须作用在稳固的岩层上, 必须设计泄水孔和铺设专门的反滤层, 以保证墙后的水流通畅, 从而防止土或其它填料不会被渗流水带进排水口。

(3) 抗滑桩

抗滑桩主要用于针对水库蓄水后极有可能引发滑坡的库岸段, 适用于滑坡面深度较深的边坡体。其力学原理是将下滑坡体的下滑推力, 经过桩身结构承力锚固到滑面以下的稳定岩层中, 从而达到稳定平衡边坡体的目的。抗滑桩能有效而经济地加强库区公路边坡的防护, 尤其是滑动面倾角较缓时, 其效果更好。

4 结语

库水位的涨落对库区公路边坡的稳定极为不利, 边坡的稳定关系到公路的安全使用。影响库岸边坡稳定性的因素主要是岩土体的岩性、库岸的地质构造、波浪的冲刷、地下水位的变化等, 库区公路边坡的防护由于工程的特殊性, 通常会采用综合治理方案, 根据滑坡类型、规模、稳定性, 并结合滑坡区工程地质选择合理的治理方案。

摘要：库区公路由于其工程环境的复杂性, 其稳定性不但受到岩土性质、边坡形式的影响, 还受到库区水位不断涨落的影响, 处治不当极易发生失稳。对影响库区公路库岸边坡稳定性的主要因素进行分析, 水成为制约其稳定性的关键因素, 并提出相关的防护处治措施, 建议采用综合治理的方案。

关键词：库区,公路,边坡,稳定性

参考文献

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库区边坡 篇3

高边坡变形破坏的影响因素众多,岩土组成及其力学参数、地质结构与边坡的空间形态是主要因素。不同岩土类型和结构类型的边坡变形破坏机制不尽相同,其稳定性分析评价方法、治理加固措施也各不相同。目前许多学者已从不同角度对三峡库区边坡稳定性和破坏特征开展了研究,取得了重要成果。长江水利委员会率先发现了巴东组地层的工程地质问题[1,2],认为“它是一种融崩、滑、陷甚至旋转诸类型,宽厚的卸荷松动域整体下坠,并以‘雪崩’ 式溃决,碎石流倾泻而下堆积于坡脚。祁生文、伍法权等[3]对三峡库区奉节县城缓倾层状岸坡变性破坏模式及其成因机制展开研究,提出了岸坡变形破坏主要以压致拉裂、差异卸荷、重力蠕变—滑移—倾倒和结构沉陷等4种模式进行。罗元华、伍法权等[4]从现象学的角度对奉节新城区泥灰岩斜坡变形破坏模式进行了探讨,认为“巴东组”第3段泥质灰岩边坡的变形破坏过程是由于风化引起岩石力学性质弱化和重力变形导致岩体结构松动,直至整体结构崩溃的复合过程。殷跃平[5]对三峡库区边坡结构类型进行了系统研究,将三峡库区边坡结构划分为顺层边坡、平缓软硬岩层互层边坡、滑崩堆积体边坡、溶塌角砾岩边坡、层状碎裂岩体边坡等,并对典型边坡开挖前后变形破坏过程进行了研究。刘传正等[6]概括了巴东斜坡区巴东组泥灰岩地层的破坏模式,可以概括为“雪崩式”垮塌模式、侧向滑移张剪破裂模式、岩层折断变位模式和软岩膝折剪破裂模式。这些认识都极大地加深了对三峡库区泥灰岩边坡变形破坏机理的认识。顺层缓倾层状高边坡是三峡库区广泛分布的边坡结构。在对三峡库区泥灰岩工程性质以及泥灰岩高边坡变形破坏模式研究的基础上,以巴东县城白岩沟高边坡为例,采用UDEC对其变形破坏全过程进行数值模拟研究,详细总结该区顺层缓倾高边坡的变形破坏模式及成因机制。

1巴东组泥灰岩工程特性

巴东组( T2b) 地层可分为四段,泥灰岩主要分布在第三段( T2b3) 和第一段( T2b1) 。其矿物组成主要为方解石、白云石、泥质,次为石英、岩屑与生物碎屑。含泥质是这两段岩石的主要特征,即构成钙质泥岩夹层。这两段的新鲜岩层呈青灰色,但风化层都呈土黄色,风化作用使岩石中的碳酸盐矿物溶解、淋失,泥质含量相对增加,完全风化后成为黄土。 因此,巴东组第一段和第三段是典型的易滑地层。 第三段( T2b3) 碳酸盐岩构成巴东大斜坡的主体,一般为弱风化岩体,局部呈强风化,表现为裂隙发育的碎裂岩体; 第一段( T2b1) 灰质泥岩夹泥晶灰岩、白云岩成条带状分布于巴东大斜坡后缘,已侵蚀成为各大冲沟的源头、上游段或整个斜坡后缘的边界凹地。

三峡库区泥灰岩高边坡主要岩性有泥岩、页岩、 泥灰岩、泥质灰岩、灰岩,夹层比较发育,常见的有泥岩夹泥质灰岩、泥质灰岩夹泥岩泥灰岩夹砂岩、泥质灰岩夹泥灰岩。

2顺层缓倾层状结构岩体工程地质模型

三峡库区大量失稳破坏的高边坡中,顺坡层状岩体或顺坡层状碎裂结构岩体高边坡数量多,规模大,把此类划为一个工程地质模型具有典型意义。 顺坡层状结构岩体完整性较好,主控结构面为层面, 层面地质特性及物理力学特性与顺层边坡稳定性密切相关,其关系到顺层滑动的难易程度,层面倾角与边坡坡角则关系到边坡是否存在滑动的可能。顺坡层状碎裂结构岩体与顺坡层状结构岩体相似,其主控结构面为层面,岩性主要为巴东组泥灰岩及泥岩、 页岩互层。此类地质模型变形演化主要受控于层面,临空面产状在边坡稳定性分析中也占据主要位置,降雨、坡脚开挖等诱发因素对边坡稳定性有重要影响。常见破坏模式为顺层滑动。

3顺层缓倾高边坡的典型破坏模式

顺坡缓倾结构高边坡是库区高边坡分布数量最多、最广泛的类型。岩性主要有巴东组泥灰岩、泥岩及页岩等,此类高边坡岩体一般完整性较好,裂隙不甚发育。一般切坡开挖形成的高边坡,其坡角较陡, 这里认为,顺层缓倾层状模型,其坡角大于层面或者其他优势软弱结构面的倾角,故其变形破坏模式为滑移或者滑移压致拉裂模式。滑移的形式主要为平面破坏。

平面破坏的主要形式是沿高边坡中的结构面发生。此类破坏可分为单平面破坏、同向双平面破坏与多平面破坏三种类型,其破坏模式见图1。平面破坏的形成条件是滑动面倾向与边坡面基本一致, 存在走向与边坡垂直或近垂直的切割面,滑动面的倾角小于边坡角且大于结构面内摩擦角。

单平面破坏包括单滑动面破坏或一个滑动面和一个近铅直的张裂缝组合两种破坏形式。同向双平面破坏是指具有两个倾向相同的滑动面,下面为主滑动面。多平面滑动是指三个或三个以上结构面组成滑移面。平面破坏主要发育在缓倾顺向与斜交的高边坡中。破坏模式一般沿泥岩层层面或泥质灰岩层层面发生的剪切滑移破坏。

在单平面滑动破坏中,单一滑动面的破坏比较发育。这种高边坡一般岩体较完整,呈层状结构。 表层风化裂隙较发育,且裂隙倾向多数与高边坡坡向大角度相交,构成岩体切割面时其变形破坏形式为沿层面发生平面破坏。

单平面破坏的另外一种模式是在边坡后缘出现拉张裂缝,该拉张裂缝与潜在滑移面所组成的破坏模式。此类高边坡破坏主要是在开挖卸荷作用下, 原来存在裂缝的斜坡向临空面发生蠕动变形,裂缝深度加深,裂缝下切至软弱结构面时,高边坡产生滑移破坏。典型实例如大昌地税所至派出所高边坡, 该高边坡位于重庆市巫山县大昌镇政府北西侧约200 m处,于2005年因修建三期进镇移民搬迁建房人工开挖形成的,高边坡长158. 39 m,坡高5. 5 ~ 22. 9 m,坡向180°,坡角72° ~ 81°,局部可达85°。 基岩为巴三泥灰岩,岩层产状187° ∠28°,为顺向坡,由于遭受裂隙切割及差异性风化作用,岩体较破碎,根据高边坡岩土体特征及所处的地质环境分析, 其变形破坏模式主要为岩体沿卸荷裂隙与岩层面组合面滑动。

同向双平面破坏主要出现在潜在滑移结构面剪切强度特征比较一致的顺向高边坡中。在高边坡开挖过程中,这些结构面具有不同的位置优势,在自重或外部荷载作用下所引起的破坏,破坏以距离坡脚最近的滑移面为主。

多平面破坏是指有许多不同类型的三组或三组以上的结构面所组成的潜在滑移面,当具备一定的临空面与切割面时高边坡发生多平面破坏。

4顺层缓倾层状岩体变形破坏过程数值模拟分析

4.1工程简介

白岩沟桥西高边坡位于巴东县城中环路内侧近东西向顺向坡上,切坡上缓下陡,后缘地形成较平缓,坡顶5° ~ 10°。在重力作用下,岩体内的裂隙特别是泥化夹层使岩体成为可滑动的滑移体,后缘高程335m处卸荷裂隙面光滑平直,擦痕清晰可见,滑体后部平台发育两条南北向拉裂槽,槽宽3 ~ 5 m, 长55 ~ 75 m,滑体中拉裂缝发育,达17条之多,可见最深达7 m。1998年6月28 ~ 29日,巴东城区突降暴雨,日降雨量达到189 mm,白岩沟高边坡沿着层面下滑,滑动位移超过20 m,滑体体积30万m3, 如图2。白岩沟高边坡中上部岩层出现3条大拉裂缝,最宽达19 m,其间中小拉裂槽密布,体物质堆积于中环路,中断交通,房屋受损。

巴东新县城白岩沟桥西高边坡失稳为典型顺层滑移破坏。高边坡倾向15°,坡度25° ~ 30°,岩性为巴东组第三段泥灰岩,岩层产状350°∠32°,切坡发育有与层面垂直的、与斜坡走向平行的裂隙,层面为控制性软弱结构面,为典型的顺坡层状结构,如图3。由于顺向坡基岩切脚,加之恶劣暴雨工况,切坡沿着层面发生整体滑移,造成十分严重的危害。

4.2计算模型及力学参数的选取

建立计算模型时,本构模型采用摩尔-库仑力学模型,层面间距为2. 5 m,将模型的左、中、右确定为固定边界,计算选取的高边坡岩体层面及结构面的计算参数如表1、表2所示。

4.3UDEC2D模拟分析

白岩沟桥西高边坡失稳模式为典型的顺层滑移破坏,为模拟边坡的整个变形过程,首先将坡面恢复至开挖前的状态,其计算模型如图4所示,模型长202 m,高178 m,切坡高118 m,为考虑边界效应,故对模型高度增加60 m,基岩层面倾角27°,厚3. 5 m; 节理倾角88°,间距16 m,单元为三角形单元,长度为4 m。图5 ~ 图7表示边坡在开挖后迭代37 650步的滑移图。

宏观分析,图5为迭代37 560步后的位移矢量图,可得滑面以上的滑体有显著的滑移特征,清晰显示切坡发生了顺层滑移破坏。从图6、图7可得,切坡X、Y方向位移均主要发生在软弱滑动面的滑体内,迭代37 650步后,滑体X方向位移为200 mm到600 mm,滑体Y方向位移为200 ~ 400 mm,说明边坡开挖后,切坡位移量值显著,切坡正在发生蠕变, 处于向不稳定状态发展过程中,如遇到恶劣工况,切坡将发生失稳。

由于白岩沟桥西高边坡失稳发生在大暴雨之后,进行了考虑降雨的数值模拟。在UDEC里,降雨对切坡的稳定性分析主要体现在降雨入渗导致地下水位升高,使饱和带及非饱和带孔隙水压力增加,岩体有效应力减小,同时,对软弱结构面而言,降雨入渗更大的意义在于其降低了结构面的强度,使原来稳定的变得不稳定,正蠕变的发生突变。

白岩沟桥西滑坡发生整体失稳前2日,巴东下了2天暴雨,在考虑地下水位时,对右侧边界水头定为60 m高,即坡脚附近,左侧水头为170 m高,模型底部为隔水边界,根据对白岩沟东侧露头野外调查, 发现岩层层面张开度为5 mm,裂隙宽度取5 mm,渗透系数为1 × 108Pa / s,裂隙初始张开度为5 mm,裂隙残余张开度为2 mm,水的密度为1 000 kg /m3,采用稳态渗流方式进行模拟。图8裂隙水压力图。由图8得,红色线条越粗,代表裂隙水压力越大,切坡高处部位水头较低处小,故随着高程增加,裂隙水压力减小。图9 ~ 图11为考虑降雨后边坡的滑移图。

由图9切坡位移矢量图可知,切坡失稳部分主要为滑体部分沿着滑面滑动,高边坡发生整体滑移破坏,滑体已经脱离后缘,前缘已经剪出,最大位移达到23 m,主要为部分结构切割形成的块体运动产生的位移。由图9可知,后缘已经滑移拉裂一段距离,沿着滑面发生剪切滑移变形破坏,前缘发生着强烈的剪切变形。图10为切坡X方向位移图,滑体位移12 ~ 14 m,图11为滑体Y方向位移4 ~ 6 m。

上述模拟结果表明,水对高边坡的影响主要体现在两方面,其一,水对岩体材料参数的影响,使切坡强度降低,其二为力学方面,降雨入渗形成的裂隙水压力使边坡体内的有效应力降低,致使抗滑力降低。

5结论

( 1) 在已有的研究成果基础上,对巴东组泥灰岩的工程特性进行了总结,并对顺层缓倾层状岩体工程地质模型进行了探讨。

( 2) 基于已建立的工程地质模型,根据岩性组合特征与结构面特征,分析了顺层缓倾层状岩体变形破坏模式主要为滑移或者滑移压致拉裂模式。滑移的形式主要包括单平面破坏、同向双平面破坏与多平面破坏三种类型。

( 3) 采用离散单元法UDEC,建立了基于结构面的首层缓倾层状高边坡工程地质模型,对巴东白岩沟高边坡进行了变形演化过程数值模拟。数值模拟结果显示,白岩沟高边坡变形破坏经过了2阶段坡脚开挖使切坡产生了蠕变,而降雨使得边坡稳定性态发生突变,发生滑移破坏。

( 4) 顺层缓倾泥灰岩高边坡的变形破坏可归结为开挖切脚将岩层切断,形成临空面,切坡滑移面出露,上部岩体失去固有支撑,由于岩体内的泥化夹层,同时,岩体抗剪强度较低,具有顺层滑移的可能, 降雨使软弱面的强度降低,使白岩沟高边坡发生了大规模的滑移破坏。这给此类型高边坡的治理一个启示,做好边坡地表防水、地表与地下排水,对边坡十分重要。

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