大连自贸区人才培养基地边坡稳定性分析

大连自贸区人才培养基地边坡稳定性分析

武钰华

中冶沈勘工程技术有限公司 辽宁 大连

单击输入论文题目 摘要:近年来，由于众多工程领域都涉及到不同的边坡，不可避免的对边坡稳定性产生破坏，从而对工程安全性带来严重影响。因此边坡稳定性问题受到岩土界研究人员的关注。本文对大连自贸区人才培养基地边坡进行稳定性分析，利用赤平投影原理对校园东区和校园西区两个边坡各个坡段的稳定性进行分析。结果校园东区和校园西区两个边坡都是较稳定的。最后根据边坡的稳定性分析结果，结合建筑边坡工程技术规范等相关规范对边坡提出治理方案设计。

关键词:边坡；稳定性分析；赤平投影；

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1.1选题背景及研究意义

滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。我国是一个地域辽阔且山地丘陵地带众多的国家，地质环境更是具有多样性和复杂性的特点，因此地质灾害种类和数量十分众多。且地质灾害普遍具有突发性和不确定性，这些特性使得灾害的防护与治理越来越复杂。据2021年《中国统计年鉴》统计：2020年间共发生7840起地质灾害，其中，滑坡4810起，占比高达61.35%，共造成经济损失502027万元。其危害和破坏性已引起党和政府的高度重视，有效地预防和控制滑坡的产生也成为地质领域一个亟待解决的问题。

伴随着大连城市化建设步的不断加快，城市化水平的不断提高，完善城市基础设施建设和改造，尽快形成一个安全、稳定、繁荣的良好城市格局和空间成为必然的发展趋势。大连自贸区人才培养基地位于大连市保税区广宁路1号大连理工大学城市学院，属于土质人工边坡。在详细勘察的基础上由边坡要素面的组合关系以及岩土发育状况利用赤平投影对该边坡各个坡段的稳定性进行了分析,找出了各坡段的不稳定因素。通过计算得到了各个坡段不稳定滑面的安全系数,对该边坡的稳定性进行了综合评价。在此基础上,提出了该边坡的治理措施。

1.2研究内容

大连自贸区人才培养基地位于大连市保税区广宁路1号大连理工大学城市学院，通过搜集选题区域相关地质勘察资料，并对与论文内容相关的地质设计参数进行分析和整理。对边坡稳定性进行定量分析，给出相关结论。综合分析边坡稳定性，对边坡治理提出建议。

2边坡概况

2.1地理位置

该边坡位于大连市保税区广宁路1号大连理工大学城市学院，分为校园东侧边坡和校园西侧边坡。边坡总长度约为168米，为一阶坡，边坡高度约为2.0-14.6米。该边坡的坡顶无建筑物，坡底距已建的4层教学楼约为10米。边坡工程安全等级为二级，边坡勘察等级为二级。校园西侧边坡为岩质边坡，需整治边坡总长度约为650米，多为一阶坡，边坡高度约为2.0-10.0米。该边坡的坡顶无建筑物，坡底为已建山路，距已建建筑物最近距离为15米以上．边坡工程安全等级为二级，边坡地质环境复杂程度中等，边坡勘察等级为二级。

2.2边坡的工程地质条件

2.2.1自然地理、气象、水文概括

（1）地形地貌：勘察场地原始地貌类型为剥蚀残丘，后经人工修整处理，现地形起伏变化较大，坡顶植被较茂密，坡底为已完工的校因内道路，现地面标高约为114.00-140.24m，相对高差约约为26.24m。

（2）气象：大连自贸区人才培养基地位于⼤连地区，具有暖温带半湿润的季风⽓候兼有海洋性的⽓候特点。⼤连处于北半球中纬度地带，所受太阳辐射⼀年四季⽐较⼤，⼤⽓环流以西风带和副热带系统为主，再加上⼀⾯依⼭、三⾯靠海的地理环境影响，所以本区的⽓候特点是：四季分明、⽓候温和、空⽓湿润、降⽔集中、季风明显、风⼒较⼤，夏季盛⾏偏南风，冬季盛⾏偏北风，年平均风速3—6⽶/秒，是我国东北地区风速较⼤的地区之⼀。2021年全市年平均气温11.3℃，比常年（10.4℃）偏高0.9℃；全市年平均降水量836.9毫米，比常年（613.0毫米）偏多37%，与2020年（886毫米）接近：全市年平均大雾日数54天，与常年相比多17天，比2020年多15.6天；全市年平均日照时数为2243小时，比常年偏少307小时，比2020年少231小时；全市全年平均大风日数21天，比常年少5天，比2020年多2天。总体呈现气温偏高，降水偏多，日照时数偏少，大风日数偏少，大雾日数偏多。年内暴雪、暴雨、冰雹、大风、寒潮等极端天气气候事件频发。

（3）水文：地下水的赋存条件及分布规律受气象、水文、地层岩性、地形地貌等因素控制和影响。根据勘察资料可知，边坡区域各钻孔勘察深度内未揭露有地下水。

2.2.2地层岩性

校园东侧边坡根据现场勘察，揭露地层如下：

强风化片麻岩（Ar4Dgn)：得胜组片麻岩，黄褐色，强风化。主要矿物成分为石英、长石、云母，细粒变晶结构，片麻状构造。受人工破坏影响严重，节理裂隙很发育，风化不均匀，岩芯呈碎块状。岩体属软岩、破碎，岩体基本质量等级为 V 类。揭露厚度5.00-20.00米，层底埋深5.00-20.00米，层底标高128.78-138.36米，该层分布整个场地。强风化片麻岩（ArDgn）：灰褐色。结构大部分破坏，矿物成分显著变化，风化裂隙很发育。岩芯呈碎块状，用手可折断，干钻不易钻进，主要矿物为石英，长石，云母等，变晶等粒结构，片麻状构造，为软岩，较完整，岩体基本质量等级为 IV 类。揭露厚度1.00-7.20米，层顶标高112.90-148.90米。

2.2.3地震效应

根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(2016年版）及《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015）判定，本场地的抗震设防烈度为7度，设计地震分组属第一组，设计基本地震动峰值加速度为0.15g，反应谱特征周期值为0.35s.

根据判定结果，建筑物场地类别为1类，特征周期值为0.25s，设计基本地震动峰值加速度为0.1245g，场地属于抗震一般地段。

3、极射赤平投影

极射赤平投影理论最早应用于天文学上，是一种作图的投影方法，表示星体在太空中的位置和它们之间的角度大小。极射赤平投影主要用来表示线、面的方位，相互间的角距关系及其运动轨迹，把物体三维空间的几何要素（线、面）反映在投影平面上进行研究处理。赤平投影本身不涉及面的大小、线的长短和它们之间的距离，用图解的方法代替复杂的公式演算，并可达到相当的精度，使用起来比较简单方便。

(1）两组结构面（J）投影的交点（I）位于开挖边坡投影弧（ S .）与自然边坡面（ S .）投影弧之间，也就是两结构面的组合交线的倾角比开挖边坡面的坡角缓．而比自然边坡面的倾角陡如果组合交线在边坡面和坡顶面都有出露时，边坡处于不稳定状态。但如果结构面的组合交线在坡顶面上的出露点距离开挖边坡面较远，组合交线未在开挖边坡面上出露而插入坡下时属于较稳定条件。

(2）两组结构面的投影的交点位于开挖边坡投影弧与自然边坡面投影弧的外侧．说明两组结构面的组合交线虽然较开挖边坡面平缓，但在坡顶面上没有出露点。在坡顶面上没有纵向切割面的情况下，开挖边坡能处于稳定状态，如果坡顶面上存在纵向切割面，则边坡易于发生滑动。

(3）两组结构面的投影的交点位于开挖边坡投影弧上，说明两组结构面的组合交线的倾角等于开挖边坡面的倾角，边坡处于基本稳定状态。此时的开挖边坡角，就是根据岩体结构分析推断的稳定边坡角。

(4）两组结构面的投影的交点位于开挖边坡投影弧的内侧，因而两组结构面组合交线的倾角比开挖边坡面的倾角陡．边坡处于稳定状态。

(5）两组结构面的投影的交点位于开挖边坡投影弧相对的半圆内，说明两组结构面的组合交线倾向坡内，边坡处于最稳定状态。

4.边坡稳定性分析评价

4.1校园东侧

该段AB 段边坡长度约为17.1m，由强风化﹣中风化片麻岩组成，岩石风化裂隙发育，风化厚度为6.0-13.0m，边坡倾向约为332°，坡角约为75°，坡顶标高约为100.70m，坡底标高约为89.70m，坡高约为11.0m。

边坡岩体发育的原生结构面大体产状为：241°-308°14-82°，其中有一组结构面倾向与边坡倾向大致相同，为外倾结构面，此边坡为顺向边坡，易沿结构面产生滑塌现象。

4.2校园西侧

该段边坡长度约为80m，主要由强风化片麻岩组成，岩体较完整，边坡倾向约为58°，坡角约为54°，坡顶标高约为132.47-138.24m，坡底标高约为129.62-135.66m,坡高约为2.6-3.5m。

边坡岩体发育的原生结构面大体产状为：240°∠35°，其它两组结构面平均产状为325°∠65°和20°∠8°，均不构成外倾结构面，不会沿结构面产生滑塌现象。因岩体成块状，可能会沿最不利滑动面滑移。

5、结论及建议

5.1场地评价

根据对大连自贸区人才培养基地边坡稳定性分析得出，边坡整体为稳定状态。根据现场情况，在风化和雨水冲刷作用下，表层岩体有崩塌滑落的可能。为保证大连理工大学城市学院的师生安全，需对坡体表面进行支护设计。

5.2建议

根据现场岩体情况，东侧边坡坡度较大且风化严重，采用喷锚支护作为支护手段。西侧达坡高度较小，采用全长粘结锚杆和挂网联合支护体系进行加固。

参考文献

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[2]李元松,王玉,朱冬林,闫海涛,戴哲.边坡稳定性评价方法研究现状与发展趋势[J].武汉工程大学学报,2021,43(04):428-435.

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