赤平投影在坡体病害地质模型确定中的应用

某边坡原设计最大高度9m，采用坡面绿化进行防护。雨季期间由于连续强降雨，造成坡体出现了多次滑塌。但在工程治理中，技术人员对坡体病害的地质模型的确定中存在一定误差，造成滑坡计算过程中的计算模型存在较大误差，造成工程处治措施出现了一定的偏差。在此，笔者以此滑坡病害工点案例采用赤平投影对楔形体的边界、主滑方向等的确定进行说明，希望对大家有一定的参考。

该段坡体主要由中厚层状的白垩系粉砂质泥岩构成，层间夹向薄层砂岩，层面多有泥质薄膜分布，具有遇水软化，脱水开裂的特征。岩层产状303°∠29°，坡向0°。坡体中发育两组主要结构面，J1产状60°∠68°，张开1.0~1.8cm，泥质充填，间距0.5~0.8m，延伸长度5.0m；J2产状168°∠80°，张开1.5~2.0cm，泥质充填，间距0.8~1.0m，延伸长度6.0m。

雨季期间，区内普降暴雨，造成坡体发生体积约1000方的滑塌，滑面长度约18m，滑塌后壁陡立。两天后，区内再次普降暴雨，造成在滑塌体后部3m、15m、25m的部位出现三条贯通性裂缝，并伴随坡体塌坍。第四天，区内两小时降雨量达120mm，造成坡体依附于25m处的贯通性裂缝再次发生滑塌，滑塌体积约2000方。

图1 第一次坡体滑塌

图2 第二次坡体滑塌

图3 第三次坡体滑塌

病害发生后，技术人员采用岩层面与坡向的夹角进行了似倾角换算，并将其作为潜在滑面用于滑体计算。即岩层产状303°∠29°，坡向0°，采用换算后的似倾角16.8°作为潜在滑面，并依此进行了参数反算和下滑力计算。所取滑面参数C=12KPa，Φ=12°，控制性下滑力为632KN/m。故永久工程采用直径Φ2.0m，间距5m，桩长取29m进行支挡，桩前坡面上布置多排7~18m长的锚杆工程进行加固。

图4 采用的工程地质断面图

从地质条件分析，该段坡体主要是由于岩体层面与结构面形成的楔形结构面，在暴雨作用下由于水压力作用而发生的滑塌病害。

这是由于岩体层面与坡向夹角为57°，呈大角度相交，没有岩体结构面的配套，很难发生沿边坡临空面的滑塌。而坡体中的两组主要结构面张开度和延伸性较好，极易在暴雨作用下随着地表水的渗入而形成静水压力形成坡体变形的动力。

从赤平投影图中看，层面与J1的交线A，则OA为滑塌体主滑方向，即OA主滑方向产状为340°∠24.2°，其与临空面的换算倾角为22.9°。该似角是真正的滑塌体潜在滑面。该滑面较技术人员采用的岩体层面换算倾角大了6.1°。而节理J2与层面的交线B产状为254°∠20.7°，以及节理面J1与J2的交线C产状为98°∠60°构成楔形体两个侧界。

图5 坡体病害赤平投影图

该赤平投影所示的主滑方向与侧界，与现场病害是基本相符的，这也说明了技术人员采用的潜在滑面勾绘出现了较大误差，也导致了滑面参数反算、滑体和下滑力出现了较大的误差，这对工程是不利的。

根据实际的滑体稳定状态和潜面滑面反算，所取滑面参数C=10KPa，Φ=18°，控制性下滑力为720KN/m。由此，技术人员在永久工程采用直径Φ2.0m，间距5m，桩长29m的支挡工程，无率是在下滑力支挡中，还是圆形抗滑桩的结构设计中均是欠安全的，坡体在遇到控制性工况条件再现时存在一定的安全隐患。这是在今后养护和监测中需要注意的。

图6 真实的潜在滑体与既有工程

后记：在岩质边坡病害处治，当坡体由结构面配套形成欠稳定体时，宜采用赤平投影对潜在滑面、病害侧界进行合理确定。只有有效的确定了坡体的地质模型，方能为下一步的计算或数值模型奠定基础，否则可能会造成计算的可信度大幅下降，甚至造成工程处治的偏差。