岩体结构面性质对边坡的稳定性影响(假日专题)

岩体是由结构面和结构体构成,而结构面对岩质边坡的稳定性具有至关重要的影响,但不同性质的结构面对边坡的稳定性具有不同的影响。
结构面的性质主要受结构面的结合状态、结构面的形态、结构面间的充填物性质、结构面贯通性和结构面的含量水率与水敏性等几方面决定。
1、结构面的结合状态
结构面的结合状态主要包括结构面的闭合情况和胶结特征。
1)结构面的闭合情况主要指结构面的张开或闭合程度。如果结构面是闭合的,则其力学性质往往相对较好,尤其是对于强度较高的岩体,结构面闭合则上下岩体往往表现为刚性接触,因此结构面具有较高的抗剪力,也就是说坡体的稳定性也较高。
如果坡体的结构面是不同程度不同张开的,且其中充填有不同性质、不同厚度的原生或次生的充填物,则其力学性质则会出现不同程度不同的降低。如结构面的矿物薄膜、锈斑、泥化夹层等都会造成岩体结构面力学性质大为降低。当结构面张开后有厚度较大的充填物时,结构面的力学性质就取决于充填物的力学性质而与岩体无关。
2)结构面的胶结情况
不同胶结物胶结的结构面,其力学性质完全不同。如最为常见的钙质胶结、铁质胶结、泥质胶结、硅质胶结等。其中以硅质胶结形成的结构面力学性质最好,水稳性最好。铁质和钙质胶结形成的结构面力学性质次之,且钙质胶结物水稳性较好而耐酸性较差;铁质胶结水稳性较差、易风化。泥质胶结力学性质最低,但其强度与含水量有着较直接的关系。
此外,还有一种相较少的盐类胶结,其力学性质较低,在水的作用下易出现溶蚀现象而导致岩体稳定性较差。
2、结构面的形态
不同的结构面形态对结构面的力学性质具有不同的影响,也就对边坡的稳定性具有不同的控制作用。
对于由平直层面、片理面等形成的结构面,其力学性质一般较差;对于呈现不同起伏状态的结构面,如原生沉积波痕和缝合线、构造作用形成的锯齿状结构面等,其力学性质明显较平直型结构面好,故边坡稳定性也相对较高。这也就是层面贯通、平直的顺层边坡稳定性明显较依附于追踪结构面形成的边坡稳定性差的原因。
3、结构面间的充填物性质
在自然界中常见到同样为顺层边坡,有的边坡开挖后直接形成工程滑坡,而有的则稳定性良好,甚至不需要设置支挡加固工程。就其原因主要是由于结构面间的充填物程度与性质不同所致。
一般来说泥质充填形成的结构面力学性质较差,尤其是弃填物抗剪性能较低或厚度较大的物质充填时,结构面的力学性质将不同程度不同的降低。
1)依据结构面充填物的性质,可分为由抗剪性能很低绢云母、蒙脱石、伊犁石等充填的软弱结构面,以及由石英、方解石等强度较高物质充填的硬性结构面。充填物性质越好,则结构面强度就高,边坡的稳定性就相对较好,反之亦然。
2)依据结构面充填物厚度,可分为薄膜层、夹泥层、薄层夹泥和厚层夹层四类。
薄膜充填物多为蚀变矿物组成,薄膜的存在使结构面力学性质大为降低,特别是水稳性较差的矿物薄膜;夹泥层充填物主要指充填物厚度小于结构面起伏度,结构面的力学性质除与夹泥层性质有关外,也与上下盘的岩体结构面形态和结构体强度有差;薄层夹泥主要指充填物厚度大于结构面起伏度,因此,结构面的强度主要取决于充填物的性质;厚层夹层指充填物的厚度远大于结构面起伏度,岩体随充填物的厚度不同而呈现依附于结构面的滑移剪切或依附于结构面的挤出变形,如平推式和错落式边坡变形就是结构面充填物不同所致。
4、结构面贯通性
结构面的越贯通,边坡追踪形成潜在滑移面时需要剪断的结构体抗体就越少,边坡的稳定性相对就越差,反之亦然。说的极限一点,如平直形沉积岩层面,一旦沉积面的综合内摩擦角小于层面倾角,就往往可能形成不稳定性坡体;而结构面贯通度较差的岩体,由于结构追踪形成的过程中需克服抗剪能力较大的结构体(岩块)的抗剪强度,因此,结构面上的抗剪力往往大于坡体的下滑力而稳定性较好。
5、结构面的含水率与水敏性
结构面含水率越高,一般来说将导致结构面的软化、泥化、潜蚀等物理现象越严重,故造成结构面的力学性质恶化而影响边坡的稳定性;结构面的水敏性越强,将造成结构面物质的腐蚀、溶蚀等化学现象越严重,故造成结构面的力学性质不断降低而影响边坡的稳定性。
综上,一般来说,结构面的张开度越大、平直性越好、充填物越厚、贯通度越好、水敏性越高和含水量越大,则其力学性质越差,所构成的边坡稳定性应越差,反之亦然。换句话说,结构面对边坡的稳定性影响取决于以上几个因素的综合作用,而不应单纯的以其中一个因素进行边坡的稳定性分析。也就是说,工程实践中有些技术人员遇见什么样的顺层边坡就施加强大的工程措施可能是不合理的。
(0)

相关推荐

  • 【规范】水文地质工程地质勘探规范(三)

    矿区水文地质工程地质勘探规范(GB12719-1991) 5    矿区工程地质勘探 5.1   勘探类型划分     5.1.1  依据矿体及围岩工程地质特征,主要工程地质问题出现层位,将矿区工程地 ...

  • 隧道围岩分级解析

    老规范:         隧道围岩分为六个级别:六级.五级.四级.三级.二级.一级,级别数字越大围岩性质越好. 新规范:         隧道围岩分成六级,分别是一级.二级.三级.四级.五级.六级,数 ...

  • 砂层对黄土边坡的稳定性影响与处治

    黄土沉积过程中由于多种原因,往往多有砂层分布.而这些沙层往往胶结较差,甚至散体状,因此,在边坡开挖的过程中,往往由于不同性质砂层的分布对黄土边坡,尤其是黄土高边坡的稳定性造成了很大的影响.如何对砂层进 ...

  • 某137m高边坡设计方案讨论(假日专题)

    某管理中心场坪建设将形成长约 740m,最大高度约137.1m 高边坡. 一.基本情况 该段自然边坡为典型的二元结构边坡,坡度约 16°~50°,坡面植被茂盛,以灌木间杂乔木为主,地下水贫乏,抗震设防 ...

  • "剥山皮"式边坡设计优化(假日专题,旧文新读)

    边坡设计是综合坡体地形地貌.地层岩性.地质构造.结构面.建筑材料.新构造运动.控制性构筑物.环水保(有时与领导决策有关)等多因素综合确定.技术人员应根据具体地质资料合理设计边坡,切忌"软件带 ...

  • 岩体结构对岩体稳定性的影响杂谈(假日专题)

    岩体的不均一性.不连续性.变异性形象的说明了岩体的特征,这种特征主要体现在形成岩体结构的两个要素:结构面和结构体. 岩体的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:岩体的结构体主要指 ...

  • 放缓坡率一定能增加边坡的稳定性吗?

    在工程实践中,往往可以通过放缓坡率提高边坡的稳定性,尤其是在较低的边坡工程中往往可通过"坡率法"进行设计.但有些边坡在放缓坡率后,却往往出现了坡体持续变形和边坡破坏范围扩大的趋势. ...

  • 松散弃渣边坡的稳定性防护方案探讨

    某松散弃渣系弃方直接从上至下倾倒形成,弃方体厚约50m以上,弃置时间约5年,弃渣为砂泥岩为主的松散弃方,渣场顶部地形平缓,弃方边坡坡率约28~30︒.现由于公路建设需要,在无法调整线路标高的基础上,拟 ...

  • 《论边坡的稳定系数与安全系数​》续之坡体的稳定性细部讨论(假日专题)

    前些天笔者写了一篇<论边坡的稳定系数与安全系数>的公众号文章,在同行中的反响热烈.但同时有朋友指出,该文中的"安全系数与稳定性系数关系图"中的坡体的稳定系数随时间呈现单 ...

  • 依据黄土性质进行优化的高边坡方案(假日专题)

    一.基本情况 某黄土自然坡体地表坡度约32°,由稍湿,稍密,孔隙发育,土质较均匀,地基承载力基本容许值125Kpa的第四系晚更新统黄土 (Q3eol)组成. 方案讨论阶段技术人员拟采用在坡脚设置悬臂高 ...

  • 从既有边坡分析工程边坡的稳定性与处治方案

    自然边坡的是坡体内在性质的外在反映,是进行工程地质类比的一种有效方法. 对于堆积体边坡,自然地形地貌往往是坡体稳定休止角的一种外在客观反映,只是由于地表经受长期的"风吹雨淋",造成 ...