片岩质边坡典型破坏模式研究

汪 刚 高文号 刘 鹏

（安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230088）

云母片岩属变质岩，风化程度深、耐风化性较差，其组成矿物主要为绿泥石、绢云母等水敏性矿物，对水较为敏感[1]，因其片理面十分发育，岩体呈薄层状，岩体特征明显。片岩具有明显片理结构，结构面的分布决定边坡整体稳定性[2-3]。对建设中变形破坏的边坡进行调查，本文从边坡的组成成分、地层岩体结构、雨水、风化等方面，对边坡的变形破坏模式进行总结[4-6]。

1 边坡破坏典型模式

1.1 顺层变形破坏

边坡坡面倾向155°，地表坡度20°～40°，岩层为第四系全新统冲洪积、残坡积、中元古界武当山群（Pt2wd）片岩，片理产状75°∠45°，坡内发育两组节理，节理1：230°∠45°，节理2：300°∠12°，贯通性较好，节理密度1～2条/m。在边坡施工，表面岩体风化严重，挡墙施工完成后，表层岩体在长期风化作用下，边坡第一级和第二级局部范围内岩体出现浅层小规模顺层滑塌，如图1所示。

图1 顺层边坡滑塌

定性分析：边坡的赤平投影如图2所示，岩层面、J1和J2的倾向视倾角分别为10°、15°、10°，片层面和J1结构面的交线倾向和倾角分别为152°和12°，片理面和J2结构面的交线倾向与倾向分别为352°和7°，J1与J2交割线倾向和倾角分别为308°和12°，根据岩层组合关系，岩层面与J1结构面的交割线倾向坡外，交线倾角为12°，该边坡破坏主要是沿着片层面与J1结构面的交割线方向发生滑塌。

图2 赤平投影图

1.2 弯曲—折断变形破坏

边坡坡面倾向159°，原地表坡度为30～40°，组成岩性为元古界武当群（Pt2wdn）片岩，片岩产状30°∠80°，发育有两组节理：节理1：280°∠5°，2～3条/m；节理2：35°∠75°，4～5条/m，表面的覆盖层厚度较小，基岩出露。施工过程中，岩体风化严重，在边坡1～3级内表层岩体由下而上发生了较大规模的弯曲倾倒破坏，破坏深度为20～50cm，如图3所示。

图3 反倾边坡弯曲—折断滑塌

定性分析：边坡的赤平投影见图4，片理面、J1和J2节理面基本为倾向坡内的结构面，结构面倾向与坡面倾夹角较大，S0、J1和J2与坡面倾向的夹角分别为129°、121°和124°，对边坡稳定性影响不大。组合交割线S0/J1、J1/J2的组合交割线倾向坡内，S0/J2的交割线倾向坡外，与坡面呈48°斜交，组合交割线对边坡的稳定性影响不大。边坡内无明显的不利结构面组合，岩体质量较好时，边坡不会发生整体失稳，表层岩体质量较差时，会发生表层剥蚀脱落。

图4 赤平投影图

1.3 切层变形破坏

边坡坡面倾向220°，中心线最大切深约25m，岩性为中元古界武当群（Pt2wd）灰色片岩，岩层产状为355°∠42°。坡内发育1组节理，产状187°∠35°，3条/m。边坡开挖坡率除第一级为挡墙外，第二级至第三级坡率为1∶0.75，第四级和第五级坡率为1∶1.00，边坡的防护型式：第一级为挡墙，第二级为框架植物护坡，第三级至第五级为挂网喷播植物护坡。边坡在施工中，上部4级坡面防护基本完成后开挖施工第1级挡土墙过程中发生了整体失稳，边坡的失稳破坏，如图5所示。

图5 切层边坡滑塌

定性分析：边坡的赤平投影见图6，边坡岩体被节理裂隙面切割成了大小不等块体，边坡片理面与边坡呈反倾，节理1为顺倾向节理，倾角35°，因其发育较好，边坡岩节理1发生顺节理滑塌，滑塌堆积体主要为结构破碎的块状或片状。

图6 赤平投影图

1.4 楔形体变形破坏

边坡坡面倾向42°，地势左高右低，岩性为中元古界武当群（Pt2wdn），片岩产状为320°∠30°，发育两组节理：节理1：60°∠50°，2条/m；节理2：110°∠70°。边坡设计为5级坡，第一级为路堑挡墙，坡率为1∶0.3，第二级为砼框架植物护坡，坡率为1∶0.75，3～5级为挂网喷播混生植物护坡，坡率为1∶1.00，如图7所示。

图7 楔形体边坡滑塌

稳定分析：边坡的赤平投影见图8，岩层走向和坡面走向呈大角度相交。片理面与节理1、片理面与节理2的组合结构面，将边坡岩体切割呈楔形体，边坡局部楔形体滑塌条件。在进行第一级挡墙施工时，边坡沿片理面和节理裂隙面发生了楔形体滑动。

图8 赤平投影图

2 结语

1）片岩质边坡的破坏与其岩体特征、节理裂隙发育、外界地质营力、人工因素相关，片岩的物理力学性质是其重要的物质组成，片岩的水敏感性、抗风化性较差、力学各项异性等特征，对片岩质边坡的稳定性其重要影响。

2）云母片岩质边坡的破坏模式与一般岩质边坡类似，项目边坡典型的破坏模式有顺层变形破坏、切层顺向节理变形破坏、楔形体变形破坏等，弯曲—折断变形破坏是片岩至边坡特有的破坏型式。

3）片岩质边坡对雨水较为敏感，施工中严禁开挖后再支挡，应开挖一级、防护一级。顺层或外倾向节理面边坡，在开挖卸荷、雨水作用下边坡发生滑塌可能较大。