一种土-岩混合边坡的稳定性分析

一种土-岩混合边坡的稳定性分析

马小琴

深圳市勘察研究院有限公司广东深圳518000

【摘要】边坡稳定性的分析能够实现对滑坡的预测和预报，对保障人民的生命财产安全和社会的稳定具有十分重要的意义。本文结合工程实例，对土—岩混合边坡的地质岩性和水文条件进行了介绍，并对该工程边坡的稳定性进行了详细的分析，旨在为其他工程边坡稳定性分析提供参考。

【关键词】土－岩混合边坡；稳定性；分析

0引言

随着我国国民经济的快速发展，建设工程项目日益增加，工程边坡的数量也日益增加。当前，由于边坡失稳而造成的安全事故常有发生，造成了严重的人员伤亡和财产损失，并对社会的和谐稳定构成了严重的威胁。因此，对边坡工程的稳定性进行准确、可靠的分析，实现边坡滑坡的预测和预报十分必要。基于此，笔者对一种土—岩混合边坡的稳定性分析进行了介绍。

1工程概况

本次边坡主要为自然边坡及已支护边坡(该段边坡预重新加固支护)，边坡总长440m，坡体最大高度为25m，为土岩组合型边坡，边坡走向呈近EW～近SN～近EW，坡度多在55°～75°，局部地形坡度较缓，坡度在15°～45°之间。

该边坡距离小区住宅楼为10～15m，边坡破坏后果严重，故本工程重要性等级为一级，边坡安全等级一级～二级，岩土工程勘察等级为甲级。本次勘察共完成钻孔35个和坑探点22个，并进行原位测试和土工试验。

1.1地层岩性

根据勘察工作的结果分析，边坡的岩土层主要有：

①－1素填土：灰黄色，松散～稍密，干燥～稍湿，主要由中粗砂堆填而成，含少量粘性土，成分分布不均匀，堆填时间不足1年。

①－2耕植土：褐黄色，松散，稍湿，主要由粘性土及中粗砂组成，含少量植物根茎。

②粉质粘土：黄褐色、红褐色，可塑，局部为硬塑。颗粒成分以粘、粉粒为主，粘性较强，含少量中细砂颗粒，属中等压缩性土。

③残积砂质粘性土：灰黄色，稍湿～湿，可塑～硬塑状态。为花岗岩风化残积形成，粘性较差，砂感较强，浸水后易软化崩解。

④全风化花岗岩：灰黄、灰褐色，湿。风化剧烈，呈土状，该层遇水易软化、崩解。

⑤－1砂土状强风化花岗岩：灰黄、灰褐色，饱和，风化强烈，呈砂土状，矿物间粘聚力较弱，岩芯手捻即碎，该层遇水易软化、崩解。

⑤－2碎块状强风化花岗岩：灰黄色，湿。风化不均，呈碎块状，部分位置该层岩芯呈碎粒状，岩芯风化裂隙发育。

⑥层中风化花岗岩：青灰色、灰白色、肉红色等，呈长柱状，局部呈短柱状和块状，中粗粒花岗结构，块状构造，质地较硬，节理裂隙发育，岩芯破碎，多呈短柱状及块状，岩面新鲜，质硬，锤击不易碎。

根据土工试验结果统计分析，结合野外钻探、槽探、物探等资料和相关规范，综合确定边坡各土层物理力学参数见表1。

1.2水文条件与地震

本场地所处地区温和湿润、雨量充沛、光热丰富。场地地下水主要为赋存于①－1层素填土及①－2层耕植土的上层滞水，③层残积砂质粘性土的孔隙潜水，以及下部花岗岩带中的孔隙－裂隙弱承压水。勘察期间，实测地下水混合稳定水位埋深为1.20～7.00m。

拟建场地位处抗震设防烈度6度区，地震动峰值加速度为0.05g，设计地震分组为第一组。

2稳定性分析

由勘察成果可知，该边坡类型为土质边坡与岩质边坡相混合的土岩组合边坡。其中，K0+0～K0+55为土质边坡，K0+55～K0+145为岩质边坡，K0+145～K0+215为土质边坡，K0+215～K0+245为岩质边坡，K0+245～K0+315为土质边坡，K0+315～K0+358为岩质边坡，K0+358～K0+440为土质边坡。土质边坡与岩质边坡的分布段的详细情况见图1“边坡类型分布图”。

2.1土质边坡稳定性分析

根据边坡滑动面的分布及边坡现状，选取2个典型剖面(位置见图1，剖面10－10’：坡体由花岗岩风化层组成的边坡；剖面21－21’：坡体上部由素填土、耕植土、粉质粘土、残积砂质粘性土组成，下部由全风化花岗岩和砂土状强风化花岗岩组成的边坡)，通过SLIDE软件采用圆弧滑动法进行模拟计算。

(1)计算工况

本边坡坡顶无建筑物和动荷载，可不考虑荷载影响，现状边坡存在地下水，且暴雨时可形成渗流面，另考虑地震暴雨同时发生的情况，故考虑地震作用与暴雨形成地下水渗流作用进行组合，故本边坡稳定性评价的工况如下：

A1：现状边坡

A2：现状边坡+地下水渗流作用

A3：现状边坡+地震作用

A4：现状边坡+地下水渗流作用+地震作用

(2)计算结果

在现状边坡情况下，对剖面10－10’和21－21’搜索坡体内最危险滑面结果见图2～图5，其计算结果见表2(仅列出各种条件下的最小安全系数值)。

在自然状态下，剖面10－10’的稳定性系数KS=2.407，处于稳定状态；剖面21－21’的稳定性系数KS=0.922，处于不稳定状态(见图2)。

在饱水状态下，剖面10－10’的稳定性系数KS=2.036，处于稳定状态；剖面21－21’的稳定性系数KS=0.649，处于不稳定状态(见图3)。

在地震状态下，剖面10－10’的稳定性系数KS=1.607，处于稳定状态；剖面21－21’的稳定性系数KS=0.623，处于不稳定状态(见图4)。

在地震+饱水状态下，剖面10－10’稳定性系数KS=1.348，处于稳定状态；剖面21－21’稳定性系数KS=0.438，处于不稳定状态。(见图5)

(3)稳定性评价

剖面10－10’所代表的边坡在以上工况下的边坡安全系数均大于相关规范规定的边坡稳定安全系数，稳定性较好，但素填土、耕植土、全风化花岗岩和砂土状强风化花岗岩在长期降雨的情况下容易产生土体内粘性土流失的情况；剖面21－21’所代表的边坡在以上工况下的边坡安全系数均小于相关规范规定的边坡稳定安全系数，稳定性差，勘察过程中，K0+358～K0+440中局部地段发生了轻微滑塌现象也说明了这点；另，素填土、耕植土、全风化花岗岩和砂土状强风化花岗岩在长期降雨的情况下容易产生土体内粘性土流失的情况，粉质粘土及残积砂质粘性土具有浸水易软化的特点。

2.2岩质边坡稳定性分析

本次勘察，边坡多处地段基岩直接出露，为岩质边坡，主要在K0+55～K0+115段和K0+355～K0+380段(其他地段也有基岩出露)，边坡上部主要由①层素填土、⑤－2层碎块状强风化花岗岩和⑥层中风化花岗岩组成，其中①－1层素填土分布厚度较薄。这里选取两个有代表性点位采用赤平投影法进行分析。

(1)DO2点(具体位置见边坡类型分布图)发育节理主要为①N58°E/NW∠60°，节理平行发育，节理面间距为10～20cm，裂隙面由铁锰矿物充填；②N40°W/NE∠80°，节理平行发育，节理面间距为5～25cm，裂隙面由铁锰矿物充填。边坡产状为N80°E/SE∠75°。其节理裂隙与边坡走向的赤平投影图见图6。

(2)DO3点(具体位置见边坡类型分布图)发育节理主要为①N15°W/SW∠80°，节理平行发育，节理面间距为10～20cm，裂隙面由铁锰矿物充填；②N20°E/SE∠85°，节理平行发育，节理面间距为5～30cm，裂隙面由铁锰矿物充填；③N25°E/NW∠43°，节理平行发育，节理面间距为10～50cm，裂隙面由铁锰矿物充填；④近EW/S∠64°，节理平行发育，节理面间距为20～40cm。边坡产状为N77°E/SE∠68°。其节理裂隙与边坡走向的赤平投影图见图7。

由图6与图7可以看出，DO2点附近不存在结构面组合形成的楔型体破坏，边坡稳定性较好；DO3点附近的裂隙①和裂隙④及裂隙②和裂隙④相交均可构成楔形体，边坡易发生楔形破坏。

3结语

综上所述，土-岩混合边坡是一种上部由土和岩石全风化层组成，下部由岩石组成的混合边坡，并且由于其自身的结构特点，土-岩混合边坡失稳事故时有发生。因此，必须要结合工程的实际情况，应用科学合理的方法对工程土-岩混合边坡的稳定性进行分析，并对其中存在的问题，采取相应的措施进行处理，从而确保土-岩混合边坡的稳定性，避免土-岩混合边坡失稳事故的发生。

参考文献：

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[2]贲柯，王沈力，王春得，杜俊.西北地区典型土—岩混合边坡危岩体稳定性分析评价[J].西部探矿工程.2016(03)