理论教育 工程地质(第3版):软弱夹层对工程的影响

工程地质(第3版):软弱夹层对工程的影响

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:原生软弱夹层是与周围岩体同期形成,但与主岩体的性质差异很大。软弱夹层受力时很容易滑动破坏而引起工程事故,它可以使斜坡产生滑动灾害,使危岩体崩塌,使地下硐室围岩断裂破坏,使岩石地基与路基失稳。所以在进行岩体工程设计及施工过程中,务必加强软弱夹层的勘探与研究,努力查明软弱夹层的力学性质及变形特征,采取合理的工程措施,以避免灾害及工程事故的发生。

工程地质(第3版):软弱夹层对工程的影响

软弱结构面,又称不连续面,指岩体中延伸较远,两壁较平滑,充填有一定厚度软弱物质的层面,如软弱夹层、泥化夹层、片理、劈理、节理、断层破碎带等。坚硬岩体的工程地质性质严格受其中软弱面的强度、延展性、方向性、组合关系及密度等所控制。

软弱夹层指岩体中夹有强度很低或被泥化、软化、破碎的薄层。软弱夹层是具有一定厚度的特殊的岩体软弱结构面,是在坚硬岩层中夹有的力学强度低,泥化或炭质含量高,遇水易软化,延伸较长和厚度较薄的软弱岩层。它与周围岩体相比,具有显著低的强度和显著高的压缩性,或具有一些特有的软弱特性。它是岩体中最薄弱的部位,常构成工程中的隐患。在水工建筑中往往是工程地质研究的主要对象。层间滑动面是一种软弱结构面,且普遍存在于层状沉积岩中。层间滑动面包括破劈理带、糜棱岩化(泥化带)、主滑动面带。

原生软弱夹层是与周围岩体同期形成,但与主岩体的性质差异很大。软弱夹层主要是沿原有的软弱面或软弱夹层经构造错动而形成,也有的是沿断裂面错动或多次错动而成,如断裂破碎带等。次生软弱夹层是沿薄层状岩石、岩体间接触面、原有软弱面或较弱夹层,由次生作用(主要是风化作用和地下水作用)参与形成的。

软弱夹层受力时很容易滑动破坏而引起工程事故,它可以使斜坡产生滑动灾害,使危岩体崩塌,使地下硐室围岩断裂破坏,使岩石地基与路基失稳。所以在进行岩体工程设计及施工过程中,务必加强软弱夹层的勘探与研究,努力查明软弱夹层的力学性质及变形特征,采取合理的工程措施,以避免灾害及工程事故的发生。

大量研究表明,软弱夹层的力学强度与充填物的物质组成、结构特征、充填程度厚度及地下水等因素密切相关。

(1)软弱夹层物质成分的影响

软弱夹层按其颗粒成分可分为泥化夹层、夹泥层、碎屑夹泥层、碎屑夹层等几种类型。颗粒成分不同,对软弱结构面的抗剪强度及剪应力-剪切位移曲线特征具有明显的影响。

(2)填充物结构的影响(www.daowen.com)

对于软弱夹层,研究得最多的是层间填充物泥化夹层结构特征。泥化夹层是指岩体中软弱岩层在层间错动与地下水的长期物理化学作用下,所形成的结构疏松、颗粒多呈定向排列、粒间连接微弱的特殊软弱层。层间填充物结构有透镜状、糜棱岩状和尖角状等。填充物的结构越疏松软弱,越易产生滑动面。

(3)填充程度及厚度的影响

结构面的充填程度可用结构面内充填物质厚度d与起伏差h之比表示,d/h即称为充填度。一般情况下,充填度越小,结构面的力学强度越高;反之,随着充填度的增加,其力学强度逐渐降低。

(4)水的作用

在构造运动作用下,泥化夹层为地下水渗流提供了通道。地下水可使破碎岩石中的颗粒分散,含水量增大,进而使岩石处于塑性状态(泥化),强度大大降低。同时地下水还可使夹层中的可溶盐类溶解,引起离子交换,改变泥化夹层的物理、化学性质,加快层间滑动。

对存在于滑坡中的软弱夹层必须进行加固,加固方法可以采用向软弱夹层注入水泥浆、打注浆锚杆、打抗滑桩以及对滑坡体上方卸载等办法。

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