关于岩质边坡的稳定性分析概述

段 茜

(重庆交通大学河海学院 重庆 400074)



关于岩质边坡的稳定性分析概述

段 茜

(重庆交通大学河海学院 重庆 400074)

随着水利水电工程、公路工程的不断发展，对岩质边坡进行稳定性分析的重要性也不言而喻。本文介绍坡体结构这一概念，并在总结分析的基础上将坡体结构类型分为七大类十一亚类，并描述了其基本特征和破坏模式，对岩质边坡稳定性分析的主要内容做了系统的说明，并为岩质边坡稳定性分析提供了一定的参考价值。

岩质边坡；坡体结构；失稳模式

一、引言

边坡一般是指地壳表面具有临空面的地质体，由坡顶、坡面、坡脚及其下部一定深度的坡体组成[1]。边坡的类型有很多，一般根据工程类别、使用年限、岩土构成以及岩体结构等来划分。根据岩土构成边坡可分为土质边坡、类土质边坡、岩质边坡以及岩土组合边坡。对于岩质边坡，不仅具有岩体性质，其临空面由于自然营力作用和浅表生的地质演变而岩性改变，其结构也更为复杂。一般岩质边坡分类仅按岩体类型分类，并未充分考虑其复杂的地质特性。

目前关于岩质边坡的稳定性分析主要分为两类：定性分析和定量分析。也已有文献对此进行的总结归纳[2-6]，常用的定性分析方法有历史成因分析法、图解法、边坡稳定专家系统和工程地质类比法。常用的定量分析方法主要有两类，基于极限平衡理论和基于数值模拟。随着科学技术的不断发展，也不断出现各种新的理论和方法来计算边坡的稳定性，比如可靠度评价方法、模糊综合评判方法、灰色统计判别法、聚类分析方法、人工神经网络法、遗传算法等，但目前在工程上应用不多，亟待发展[7]。

二、坡体结构及其失稳模式

早在20世纪，就有学者提出了“岩体结构”的概念，认为岩体结构是介于区域地质结构和岩石结构之间的结合体，控制着岩体的稳定性，主要考虑因素为结构体和结构面，并对岩体结构进行了分类[8]。但岩质边坡在长期自然营力作用下，不仅具有其所在岩体的特性，其地质特性更为复杂。周德培等[9]系统的提出坡体结构的概念，认为坡体结构即边坡岩体地质结构，既具有边坡所在岩体的岩性和地质构造特征，还考虑了受自然营力而形成的临空面特性。其主要考虑因素为结构面、工程地质岩组以及临空面。并按照坡体结构对岩质边坡进行分类，但他仅考虑了岩层倾向，对各控制结构面没有进行划分。宋胜武等[10]在此基础上，提出了一种基于稳定性评价的岩质边坡坡体结构分类方法，考虑了控制性结构面的发育及其与临空面的不同组合，将坡体结构分为层状坡体结构、中陡裂控制坡体结构、楔形体坡体结构和均质坡体结构四大类六亚类。随后，郝立新等[11]针对西南地区岩质边坡的结构特性，划分了滑面控制式坡体结构、软弱带控制式坡体结构、软硬交替式坡体结构、层状坡体结构、节理控制式坡体结构、类均质式坡体结构六大类十亚类坡体结构类型，初步建立了坡体结构的分类体系。

在此之后，也有相关文献在基于不同考虑因素的基础上建立坡体结构分析方法并对坡体结构分类进行补充说明，本文通过对这些文献进行学习，将坡体结构类型进行总结，分为滑面控制式坡体结构、节理控制式软弱带控制式坡体结构、软硬交替式坡体结构、层状坡体结构、类均质坡体结构和块状坡体结构七大类十二亚类，其基本特征以及对应的破坏模式见下表1。

表1 坡体结构及其失稳模式

三、基于坡体结构的稳定性分析

对边坡进行稳定性分析时，应首先理清思路，确定研究的主要内容。已有文献对此作出了详细的说明，本文对此进行分析总结，得出基于坡体结构的稳定性分析步骤为：⑴收集研究工程地质勘探资料并作出分析；⑵研究边坡所在地岩体的结构特征(岩层面、断层构造、长大节理裂隙等及其组合与边坡坡面关系)；⑶明确影响边坡稳定性的主要因素；⑷定性分析岩质边坡的稳定性；⑸建立坡体结构模型，确定边坡变形破坏模式、类型；⑹确定模型的各项参数(岩体及优势结构面强度参数、地质力学参数等)；⑺选用合适的稳定性分析方法进行分析评价。

在选用稳定性分析方法时，应充分考虑计算模型的特征，稳定性分析方法的基本假设，是否试用。

四、结语

在对岩质边坡进行稳定性分析时，首先应明确研究的主要内容及思路，确定边坡稳定性的主要影响因素，定性的分析边坡的稳定性，然后继续进行力学分析，这样的评价步骤才更为合理全面。而准确的建立计算模型尤其重要，本文通过详细介绍坡体结构这一概念，并对坡体结构类型及其失稳模式进行分析补充。可以看到坡体结构控制着岩质边坡的失稳模式，合理的建立并分析坡体结构对岩质边坡的稳定性分析具有至关重要的意义。

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[1]中华人民共和国水利部.水利水电工程边坡设计规范(DL/T5353-2006)[S].北京：中国电力出版社，2006

[2]董小红，梁桂兰，许忠厚.边坡稳定分析方法综述及发展趋势研究[J].水利与建筑工程学报,2012,10(5):100-106

[3]王玉平,曾志强,潘树林.边坡稳定性分析方法综述[J].西华大学学报(自然科学版),2012,31(2):101-105

[4]杨志刚,刘建刚,杜明亮.边坡稳定性分析方法综述[J].西部探矿工程,2007,2:14-17

[5]贺传仁.岩质高边坡稳定性分析及综合治理的研究[D].湖南:中南大学,2013

段茜(1992-)，女，汉族，山西运城人，硕士在读，重庆交通大学河海学院，研究方向：港口、海岸工程结构及基础。