岩质边坡稳定性分析及治理技术探讨

王亮 刘洋宇

摘 要：岩质边坡稳定性评价以后判别其稳定与否，如果其稳定性无法满足安全要求，则需釆取有效的支护或开挖措施对其进行加固处理。本文先对岩质边坡稳定分析方法进行探讨，并在此基础上结合具体工程就其综合治理措施，谈一下个人的观点和认识，以供参考。

关键词：岩质边坡 稳定性 治理

中图分类号：TV22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）02（b）-0089-02

对于岩质边坡而言，其稳定性与整个工程项目的安全稳定、质量可靠息息相关，实践中应当对其稳定性进分析，这有利于确保岩土工程项目建设效益的实现。

1 边坡形态分类与稳定性分析

1.1 边坡形态分类

实践中为了能够有效满足各种类岩土工程用途需求，通常可对其进行如下分类。

按照构成边坡坡体性质进行分类，主要包括土质边坡、岩质边坡以及岩土混合边坡。根据边坡成因，主要包括工程（人工）边坡以及天然边坡两种类型。按照边坡高度进行分类，其高度超过300m时即为特高边坡；100～300m边坡为超高边坡；30～100m边坡为高边坡；10～30m边坡为中边坡；小于10m边坡为低边坡。根据边坡自身的稳定性，可将分为稳定边坡、潜在不稳定边坡、变形边坡、不稳定边坡和失稳后边坡等几种类型的边坡，该种分类没有进行严格规定。根据边坡的存在时间，主要有永久边坡、临时边坡。对于岩质边坡而言，其载体为性质不同的岩土体，其直接影响着边坡自身的稳定性。岩土体作为地质体的主要构成要素，其主要由岩石以及地质结构面构成的。事实上，岩石类别有很多种，根据成因主要有沉积岩以及变质岩等；根据强度主要有软岩以及中硬岩和硬岩等。通常结构面非常的复杂，规模不同的结构面也存在着较大的差异，比如强度差异等，此外，还有不同地质成因的结构面，其从属于形成时应力条件，以不同的形成产状呈现出来，而且各组结构面也存在着较大差别的发育程度。岩体结构面以某种特殊的关系组合起来，然后与岩石组合成一个整体，最终形成岩体结构。对于岩体结构而言，其主要包括两部分，一是结构面，二是结构体。其中前者是具有连续以及断续延展破裂的地质界面，后者则是不同产状结构面构成的单元岩块。对于岩体结构而言，其以岩石强度以及岩石被结构面切割为依据，同时结合岩体结构特征等，集中反映岩体质量。对于不同结构形式的岩体而言，其变形以及强度等性质也存在着较大的差异，以致于边坡稳定性出现了较大的区别。

对于岩质边坡而言，其与土质边坡存在着较大的差异，其中最为关键的是特殊载体，对不同岩体结构分类是对岩质边坡工程和岩体工程稳定分析研究的前提。就岩石边坡自身的稳定性来讲，其很大程度上决定于岩体控制性结构面，所以对岩体结构合理分类是准确把握各类岩质边坡稳定性的基础和条件，同时也是岩质边坡工程施工建设过程中常见的问题，在很大程度上决定着岩质边坡工程加固防护效果。

1.2 分析评价

基于边坡范围内的岩层、节理产状分析，边坡岩层倾向以及坡向二者之间的方向是相反的，往往表现出一定的逆向性，岩层稳定边坡的稳定性比较好，其中岩层结构并非边坡稳定性的主要控制因素。对于节理倾向与边坡倾向反向的边坡而言，节理面是非边坡自身的稳定性决定因素。岩层层面与节理面交点或者节理面与节理面之间的交点，处于边坡面对侧位置上，则说明组合交线倾向、边坡倾向二者方向相反，结构相对比较稳定。对于该段边坡而言，其破坏模式主要有几种类型，一是崩塌，主要指边坡岩体坠落或滑动；二是滑动，主要包含平面滑动、弧形滑动及楔形体滑动3种；三是蠕变，主要包含倾倒、溃屈和侧向张拉3种。

实践中对没有外倾结构面的边坡，以岩体等效内摩擦角按侧向土压力方法对岩石侧压力进行计算，土层和强风化根据附加荷载和边坡无外倾结构面特点进行计算。在此过程中，任意选择其中3条比较有代表性的断面对边坡岩石侧向压力进行计算，并且計算岩石侧压力。通过最后分析上述计算结果，对边坡整体稳定状态进行评价。因岩质边坡的岩体容易破碎，所以在边坡面长期暴露、雨水以及风化和工程爆破等因素影响下，整个岩体可能会风化剥落，最后发展成为岩体开裂、高危落石以及局部崩塌和掉块等，需对坡面加强防护。

2 岩质边坡稳定性治理技术要点

2.1 工况概述

某工程公路开挖边坡高约35m，边坡坡率为1∶1，岩体为全～强风化浅黄色砂岩夹泥岩，岩体松散。边坡分三级台阶开挖，每级边坡高15m，台阶宽度2m，采用锚杆加框格梁加固。基于对工程范围内的斜坡坡体结构、空间布局以及变形特征和坡体上部位置覆盖层相对较薄等因素考虑，坡体中下部位置为开挖而成的人工边坡，其变形非常的强烈，而且对坡体稳定产生较大的影响，通过对该边坡工程的稳定性进行整体把握，最终确定强固处理措施（见图1）。

2.2 边坡稳定性分析

三维有限差分分析是现阶段岩质边坡稳定分析过程中最为常用的一种方法，其结果为工程项目建设提供了技术参考，并在此基础上建立三维模型网络。其采用的是四面体划分网络形式，以不同的颜色来表示各部分地质结构，比如用深蓝色区域代表裸露在外的地标岩层。二维极限平衡分析理论的计算原理在于以强度指标储备为基础，定义安全系数，最终总结边坡安全系数计算公式为：

上式中的F代表的是边坡稳定抗滑指标。对于二维极限平衡分析法而言，其计算核心是边坡滑动块需满足力学平衡条件，平衡方程组解题时，如果未知数个数超过了方程个数，则需对特定未知数予以设定，使剩余未知数、方程个数二者之间相等，然后利用消元法解对最终安全系数进行求解。基于计算结果分析考虑，为了能够更加详细地计算出该位置的稳定性的信息，我们可采用二维极限平衡法对该种处的在天然、施工以及暴雨蓄水等工况详细分析。在不同类型的工况条件下，安全系数都可以有效满足工程边坡安全施工条件，而且天然以及施工工况和卸荷安全系数较大的情况下，在持久工况下的安全稳定性较好。

2.3 支护措施

本工程采用锚固技术对边坡进行防治，利用锚杆周围岩体抗剪强度传递结构物的拉力，锚杆可以使锚固岩层产生压应力区并对加固岩层起到加筋的作用，可以增强岩体的强度，改善岩体的力学性能，锚杆能与岩体有效的结合在一起，岩体抗剪强度显著提高，也就提高了边坡的稳定性。在岩质边坡中由于地层岩性、岩体结构以及结构面倾角等的不相同，使得边坡可能的失稳模式也不相同。而在不同的破坏模式下锚杆的支设部位、锚杆倾角也是不一样的，通常情况下锚杆轴线应与岩体主结构面或潜在滑移面呈大角度相交，如图2所示。这样设置的目的是使锚杆的拉力能够尽可能的转化成边坡的锚固力，使边坡达到最稳定的状态。

3 结语

总而言之，岩质边坡稳定性影响因素较多，实践中应当采取针对性治理技术手段和方法，通过对本文所研究的工程案例实验发现，治理效果比较理想。

参考文献

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