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重慶市土木建筑學(xué)會(huì)

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某公路路段邊坡變形破壞機(jī)理分析

發(fā)布日期:2014-03-05  瀏覽次數(shù):1273
 變形破壞過程

 

該公路路段沿線出露的基巖為志留系、三疊系和第三系碎屑巖地層,巖性以粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、泥巖和泥質(zhì)灰?guī)r為主,其中粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、泥巖這些巖石強(qiáng)度低,抗水、抗風(fēng)化能力差,巖體中各種裂隙十分發(fā)育,且風(fēng)化嚴(yán)重。對(duì)沿線的33個(gè)展開調(diào)查,并進(jìn)行歸結(jié)構(gòu)類型分類:土質(zhì)邊坡11個(gè),其中松散堆積層滑坡6個(gè);巖土質(zhì)邊坡9個(gè);巖質(zhì)邊坡13個(gè),其中巖質(zhì)滑坡3個(gè)。由于其結(jié)構(gòu)類型的不同,導(dǎo)致其變形破壞發(fā)展也不一樣。

1.1土質(zhì)邊坡淺層滑移

對(duì)于淺層滑移,在邊坡變形發(fā)展過程中,坡體內(nèi)有一可能發(fā)展成為破壞面的潛在滑移面,它受最大剪應(yīng)變面分布狀況控制。這類變形主要發(fā)育在粘土質(zhì)邊坡中,其變形破壞過程如下,如圖1所示。

圖1 土質(zhì)邊坡淺層滑動(dòng)過程示意圖

 

①表層蠕滑:邊坡開挖后,坡面向臨空方向發(fā)生變形,坡面下沉,坡體后緣產(chǎn)生拉應(yīng)力;

②后緣拉裂:隨著變形發(fā)展,后緣被拉裂后,造成潛在剪切面上的剪應(yīng)力集中,促進(jìn)了最大剪應(yīng)力帶的剪切變形。

③潛在剪切面剪切擾動(dòng):隨著剪應(yīng)變進(jìn)一步發(fā)生,使斜坡下半部分逐漸隆起,后緣明顯下沉,拉裂面逐漸張開,這些跡象預(yù)示變形進(jìn)入累進(jìn)性破壞階段,一旦潛在剪切面被剪斷貫通,則發(fā)展為滑坡。

1.2 土質(zhì)邊坡深層滑移

對(duì)于深層滑移,在邊坡變形發(fā)展過程中,坡體內(nèi)有一可能發(fā)展成為破壞面的潛在滑移面,它受最大剪應(yīng)變面分布狀況控制;掳l(fā)生過程一般可分為蠕動(dòng)、擠壓、微動(dòng)、滑動(dòng)等階段,如圖2所示。

圖片未命名

2  堆積體邊坡滑動(dòng)過程示意圖

①蠕動(dòng)階段:堆積體開挖后,前緣出現(xiàn)陡傾臨空面,堆積體沿軟弱層發(fā)生蠕動(dòng)變形,邊坡后緣隱約出現(xiàn)斷續(xù)的張性裂隙,蠕動(dòng)進(jìn)一步發(fā)展向擠壓階段過渡,滑坡后緣張性裂隙明顯,并有錯(cuò)距,但未貫通;

②擠壓階段:邊坡坡腳部位受明顯擠壓,主滑段及后部有小量移動(dòng),后緣裂縫貫通并錯(cuò)開,兩側(cè)出現(xiàn)羽狀剪裂隙但未撕開,主滑段的滑動(dòng)面己基本形成。向微動(dòng)階段過渡時(shí),兩側(cè)剪性裂縫貫通,前緣有時(shí)潮濕;

③微動(dòng)階段:主滑段明顯移動(dòng),抗滑段的滑動(dòng)面也逐漸形成。后緣張裂縫繼續(xù)下錯(cuò),兩側(cè)剪裂縫貫通并微有撕開。前緣微隆,坡面具X裂隙處有時(shí)局部坍塌,剪出口有時(shí)出現(xiàn)明顯潮濕帶。進(jìn)一步發(fā)展至邊坡剪出口聯(lián)通,甚至帶狀滲水,滑動(dòng)面貫通。

④滑動(dòng)階段:滑坡時(shí)滑、時(shí)停、緩慢移動(dòng)。在降雨等作用下,邊坡變形繼續(xù)發(fā)展,前緣繼續(xù)隆起,出現(xiàn)貫通的橫向擠脹裂縫和縱向放射裂縫,前緣剪出,形成滑坡。

1.3 巖質(zhì)邊坡滑動(dòng)破壞

巖質(zhì)邊坡滑動(dòng)破壞是巖質(zhì)邊坡中常見的一種變形破壞形式,其主要控制因素是巖體結(jié)構(gòu)發(fā)育程度及其結(jié)構(gòu)面充填物性質(zhì)。其主要特征是:當(dāng)巖層傾向與邊坡傾向成小角度相交,且邊坡中存在多組結(jié)構(gòu)面,邊坡巖體往往被切割成楔形體,當(dāng)邊坡開挖使得楔形體某一面臨空時(shí),在重力的作用下巖體易沿著層面發(fā)生變形,在降雨等作用下,變形繼續(xù)發(fā)展,當(dāng)邊坡提供的抗滑力不足以抵抗邊坡的下滑力,巖質(zhì)邊坡隨即發(fā)生滑動(dòng)破壞,其滑動(dòng)變形過程如圖3所示。

圖片未命名

3  楔形體滑動(dòng)過程示意圖

 
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