论岩质边坡稳定性内因

岩体由结构面和结构体构成。结构面主要指具有一定的方向性、延伸性的地质分异或不连续界面;结构体主要指由结构面切割形成的岩石块体。
岩体的结构面与结构体组合决定了岩体稳定性的内在关键,即结构面的性质及其配套组合与结构体的力学性质与形态是决定由岩体构成坡体稳定性的基本因素。
1、结构面
岩体的稳定性主要受控于结构面的力学性质,而结构面的力学性质主要受控于结构面的成因,物质组成、贯通性、平整度、发育密度、与临空面的组合等几方面因素的综合作用。
结构面成因决定了岩体变形的基本趋势;结构面物质组成决定了岩体变形的难易程度;结构面的贯通性决定的了岩体变形的规模;结构面的平整度决定的岩体的抗变形能力;结构面的发育密度决定的了岩体完整程度;与临空面的组合决定了岩体变形的特征。
岩体的结构面主要沉积结构面、火成结构面、变质结构面、构造结构面和次生结构面几种类型。
1)沉积结构面主要指沉积岩在沉积过程中形成的层面、不整合面、假整合面、原生软弱夹层。
2)火成结构面主要指岩浆入侵、喷流与冷凝过程中形成的结构面,包括岩浆侵入原岩界面和多期岩浆界面及其影响带、冷凝节理等。
3)变质结构面主要由正变质作用下形成的的片麻结构、副变质作用形成片理结构等矿物定向或再结晶等。
4)构造结构面主要指岩体在后期构造作用下形成的节理、断层、层间错动带等。
5)次生结构面主要指岩体在卸荷、风化、水作用等形成的卸荷裂隙、风化界面、泥化夹层或后期充填形成的次生泥化夹层等结构面。
2、结构体
结构体依据结构类型可分为不同厚层、块状、碎裂状、镶嵌状、散体状岩体等不同结构体。不同形态的结构体、不同产状的结构体和不同受力方向的结构体对岩体的稳定性具有重要影响。
3、结构面和结构体是岩体不均一、不连续的关键因素,是影响岩体稳定性的基础。
1)岩体的不均一性主要反映在岩性不均一,构造不均一和风化不均一方面。
岩性不均一主要指构成岩体的岩性有差异;构造不均一主要指构造作用下形成的岩体结构差异;风化不均一主要指风化造成的岩体力学性质差异。
2)岩体的不连续性主要指岩体应力的不连续和岩体强度的不连续。
①岩体应力的不连续主要指结构面的存在造成岩体有些部位应力集中,有些部位应力削弱,有些部位应力轨迹发生偏转和应力值的不连续。
②岩体强度的不连续主要指在应力距岩石强度差距较大,但达到了岩体结构面的强度时引起结构面的破坏而导致岩体发生破坏。也就是说,控制岩体强度是结构面强度而非岩石强度,它们之间是不连续的。
综上,岩体的结构面与结构体性质、特征对岩体的稳定性具有至关重要的作用,是分析岩质边坡稳定性的基本地质资料。
某花岗岩边坡主要发育三组结构面。一组似层状外倾结构面倾角约84°,层厚约20~100cm,一组与似层面近于正交的竖向结构面贯通,约为1条/m。一组近水平性结构面结构面长度约0.2~1m,将岩体切割为长条状与块状,其坡体坡高约18m。
图1 花岗岩边坡形态

该花岗岩边坡的稳定性依据构成的结构面与结构体性质分析,其主要病害为受控于三组结构面与临空面的配套,在边坡开挖时的爆破震动,以及开挖后的卸荷、应力集中等作用下易形成的滑移式崩塌或坠落式崩塌。

此类病害可通过设置“点锚”式锚杆进行“串联”加固为主的措施进行处治,不宜采用框架、锚索等其它工程规模较大的处治措施。锚杆的长度可为似层面结构面最大间距的3倍,即锚杆长约3m进行防护。且结合崩塌落石的性质,坡面可采用挂网喷锚或主动网进行处治,工后可采用“上垂下爬”式藤类植物进行绿化。

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