顺层边坡工程稳定性影响因素分析

许亚军

四川省冶金地质勘查局六O一大队617027

摘要：对岩石高边坡的工程地质条件及其稳定性的分析工作，对提高边坡治理基础性工程建设的力度具有极大帮助。而本文就主要对基础工程建设项目中的顺层边坡地质条件分类与稳定性影响因素进行分析，了解顺层边坡工程地质状况，并对工程区域的水文、地质情况以及边坡变形稳定性影响因素进行分析，掌握影响边坡稳定性的影响因素。

关键词：岩石；顺层边坡；勘察；稳定性

引言：随着我国社会建设的发展，基础设施建设步伐的加快，在山区工程建设中都遇到了大量的顺层岩质边坡稳定问题，尤其是在一些地质状况较为复杂的工程区域，在这些区域进行工程施工时，不仅会消耗大量的资源，而且还会加剧项目工作的难度。对于复杂条件下的边坡工程，在进行岩石的高边坡进行勘察时，受地形条件的影响，边坡勘察主要以调查为主，查明边坡的稳定性影响因素极其重要。

1.概述

边坡工程地质条件突出为工程勘察、设计和治理服务，其主要目的是在野外地质勘察过程中，能依据分类特征对边坡的类别迅速予以辨认，从而能较快掌握边坡的主要工程地质特征，能根据分类对边坡的稳定性做出初步评价，对影响边坡稳定的主要工程地质因素作出判断预测边坡可能出现的工程地质问题，并对边坡的工程处理方法提出原则性建议，便于进行边坡的稳定性验算分析。

本次在综合考虑了顺层路堑边坡的地质特征、工程设计和施工特点，在以高速公路顺层路堑边坡勘察成果和运行经验等的基础上，分析了影响顺层路堑边坡稳定性的地质和工程因素。

2.顺层边坡稳定性影响因素分析

（1）地层岩性

地层是组成边坡的物质基础。地层岩性的差异，是影响边坡稳定的基本因素。地层岩性按其单轴抗压强度的大小可以分为硬质岩和软质岩。自然界中，坚硬完整的层状岩体往往能形成高达数十至数百米高的陡立斜坡，而在软岩地段形成的稳定斜坡高度一般都较低、坡度较缓，说明岩性对边坡的稳定有着直接的影响。通常，边坡工程所涉及到的地层岩性往往不是单一出现的，多是由两种甚至更多种的不同岩性的岩层所组成。不同的地层岩性组合，常表现出不同的变形和破坏特征。因此，合理地考虑地层岩性及其不同岩性之间的组合关系，才能使边坡稳定性研究更接近于边坡工程实际。

（2）岩层产状

与其它类型的边坡相比，岩层产状倾角对顺层边坡的稳定性及其变形破坏形式有着极其重要的影响。开挖路堑后，形成临空面，同时由于岩层走向与坡面走向或线路方向一致，当软弱夹层在堑坡面出露时，易于形成沿软弱夹层滑动的顺层滑坡。一般情况，当岩层倾角较缓时，不稳岩体的下滑力较小，开挖后边坡较为稳定。除极个别软弱面抗滑力极低并受地下水影响的边坡能形成蠕滑顺层滑坡外，大多数边坡具有普通边坡的变形破坏特征，即主要为受节理裂隙及层面影响的小规模失稳滑动中等倾角时，不稳岩体的下滑力增加，边坡的破坏形式以顺层滑动为主倾角较大时，此时开挖坡面角等于岩层倾角，边坡岩体没有下滑的空间、边坡一般较为稳定，其可能的变形破坏形式则为条件合适时的顺层破坏和倾倒破坏等。

（3）结构面

就影响顺层边坡稳定而言，结构面可分为非层状结构面和层状结构面。

非层状结构面主要包括构造结构面、断层、节理和裂隙等。它们对顺层边坡的稳定性具有以下影响：规模较大的走向和斜切断层、节理和裂隙常构成边坡滑动的侧向及后缘边界并构成地表水下渗的通道，加速软弱夹层或层间错碎带的风化和泥化；当岩体中存在倾向坡外的走向断层和节理裂隙时，断层面和节理裂隙面常构成边坡失稳滑动的前缘剪出口；当节理裂隙极其发育时，岩体介质的力学性质亦发生了变化，原为层状结构的岩体弱化为层状碎裂结构或散体结构，层面包括软弱夹层等对边坡稳定性的影响大为减弱，边坡的破坏形式亦以层面的顺层滑动为主转化为沿层面和节理裂隙面影响的以圆弧形滑动为主。

层状结构面特征主要是沉积结构面，也包括构造结构面和次生结构面等。层面包括不整合接触面、假整合接触面。层面是沉积构造或变质作用过程中所形成的物质分异面，相互间粘结较弱，是岩体中较薄弱的部位。层面在空间上延续性强，一般较为平整沉积间断面多由碎屑、泥质物质构成。它与周围岩体相比，具有显著低的强度和显著高的压缩性。软弱夹层在数量上虽然只占岩体中很小的比例，但却是岩体中最薄弱部位，常常是工程中的隐患。

层间错动是层状岩体在水平构造力的作用下，沿层理面发生相对位移的地质现象。由于强烈的挤压，上下岩层接触部分或软弱夹层遭到一定程度的破坏，形成的一些破碎产物常占有一定的空间。

层状结构面对顺层边坡稳定性的影响取决于其受剪切时的力学效应，而层状结构面的力学效应与层面形态、充填特征、粗糙程度及胶结程度有关。

（4）水的作用

水的作用包括地下水与大气降水。工程经验表明，多数工程边坡的变形破坏和自然斜坡的失稳滑动多发生在雨季，尤其是暴雨和长时降雨季节，或者是在有地下水的参与下发生的，这充分说明了水是影响边坡变形和稳定的重要因素。水的作用主要包括水的溶蚀交换作用、水的软化作用、水的力学作用。

（5）开挖卸荷

自然界中的斜坡，是在长期的地质历史过程中、经受了各种内外地质营力的作用后形成的具有一定的外貌形态、并处于一个自然平衡状态的斜坡。开挖路堑后引起边坡岩体的卸荷回弹，导致坡面岩体应力发生松弛。由于开挖破坏了岩体中的自然平衡状态，将引起岩体中应力场的调整和重新分布，边坡产生变形。如果采取适当的开挖方式及支护方法，当岩体中的应力和产生的变形处在允许范围内时，边坡岩体将不致破坏，开挖后边坡仍将是稳定的，当岩体中的应力和变形超过了允许范围，边坡岩体将发生失稳破坏，此时要保持边坡稳定则必须采取人工支挡加固工程措施。因此，开挖卸荷效应是工程边坡变形和破坏的根本原因。

3.结语

总之，在工程建设过程中，做好对岩石顺层边坡的调查工作，并对其稳定性情况进行合理的分析，可以提高对工程项目区域的了解，便于后期进行工程建设。在此过程中，要想了解岩石高边坡的稳定性，就需要充分考虑岩体地质构造情况，所在区域的水文地质情况，以及导致岩石顺层边坡变形的原因和影响因素，加强对岩体的全面了解，然后对岩石顺层边坡的范围和稳定性进行判断，为工程建设提供基础数据支持。

参考文献：

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