工程斜坡病害分类及特征

公路工程斜坡病害依据其致灾特征,按“从浅到深,从小到大”,通常可以分为坡面病害、边坡病害和坡体病害三大类。

图1 公路工程斜坡病害分类图

坡面病害一般指直接暴露于大气影响下的斜坡体表层风化剥落、降雨冲刷、浅层溜滑、危岩、掉块等现象。如土质或类土质斜坡的坡面易发生坡面冲刷,泥岩等软岩斜坡易发生风化剥落,破碎岩质斜坡易发生危岩、掉块等。

边坡病害一般指岩土体强度较低、含水较量高或在不利结构面与临空面等作用下,造成斜坡在现有坡率情况下不能保持稳定而产生的病害。对工程斜坡来说,一般指病害范围发生在边坡的某一级,小部分会延伸到相邻的上、下人工平台位置而形成两级左右边坡发生病害。病害范围多发生在松弛带以内,规模相对较小,主要包括滑塌、坍塌和小型的崩塌。
坡体病害指坡体的深层病害问题。对人工边坡来说,一般指边坡变形范围延伸到相邻的上、下两级,或两级以上的边坡沿下伏贯通剪切面同时发生变形;对自然斜坡来说一般指坡体变形发生在上、下两级夷平面之间,或从自然斜坡的坡脚或坡脚附近的某一结构面至山顶或山体某个宽大平台后部一定位置范围内的大规模变形,往往以明显的下伏软弱结构面为依托。它的特点是病害规模较大,一般情况下多归入滑坡范畴。
这种工程斜坡的病害多发生在挖方或填方高度超过20.0m的土质或类土质路堑或路堤边坡,以及高度超过30.0m的岩质边坡。坡体病害一般不仅限于自重应力为主的卸荷松弛区范围内,而多发生于自重应力与构造应力共同作用的坡体之中,这种坡体变形往往造成地貌单元发生大的变化,对人类工程的危害也最大,主要包括大型崩塌、高边坡病害和滑坡等病害。一般需采取较大的工程代价方能对其进行有效治理,稍有不慎则可能导致治理工程代价的急剧上升。

图2 工程斜坡病害类型示意图

坡面、边坡和坡体病害是相互关联,相关影响的。如斜坡在降雨的长期冲刷作用下,若坡面变形不加限制,随着时间的推移,冲沟的加深,易演化为边坡的病害;边坡病害随着时间的推移,变形、破坏范围的不断扩大,则会导致与之相邻的其它边坡发生病害,进而可能形成贯通几个边坡的剪切面,从而造成深层坡体变形。深层坡体不断松弛或不断加大变形范围和深度时,就可能会导致滑坡的发生。坡体的病害的发生,势必会造成地层结构松散,甚至解体,也就促进坡面冲刷等浅表层边坡病害的发生

需要注意的是一定要对边坡与滑坡进行区别,这是因为滑坡的滑面往往依附于坡体中结构面,如软弱夹层、断层面、节理面、不整合面等结构面发生的滑移。故往往此类工程滑坡如果依据普通边坡模型进行放缓坡率进行处治,往往可能很难起到有效的处治作用,尤其是在平面型滑动的顺层边坡病害处治中更是如此。这是因为只要滑面缓于开挖边坡的坡率,既使开挖坡率设置的多缓都会由于滑面没有破坏而导致坡体仍存在滑移变形的可能。
如某砂泥岩顺层边坡刷方坡率为1:2,但岩体层面倾角为13度,造成刷方后坡体在降雨作用下依附于软弱夹层发生了顺层滑移变形,导致不得不进行工程处治。
图3 砂泥岩缓坡率顺层边坡病害
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