1.岩土体类型
岩土体类型按组成物质的不同和差异,宏观上可分为土质类和岩质类。土质类主要是由土、砂、碎石、块石、孤石及全风化岩体等组成的均质、非均质材料。岩质类按饱和单轴抗压强度可分为极坚硬岩(≥80MPa)、坚硬岩(60~80MPa)、中硬岩(30~60MPa)、软岩(15~30MPa)和极软岩(<15MPa)。
土质类边坡的稳定性主要取决于土质类材料的抗剪强度。就材料本身而言,其抗剪强度的高低主要取决于黏粒(粉粒)、碎(块)石和孤石的含量:黏粒(粉粒)含量越高、碎(块)石和孤石含量越少,则抗剪强度越低;反之,则抗剪强度越高。因此,就材料强度而言,堆积体边坡的稳定性高于碎石质边坡,碎石质边坡的稳定性高于砾质土边坡,砾质土边坡的稳定性高于粉(黏)土边坡。
具有相同结构特征和岩体结构特征的岩质边坡,其边坡的稳定性随着岩质强度的增加而提高。
2.岩土体结构
土质类边坡结构密实度也是影响土质类材料抗剪强度指标的重要因素。结构越疏松,抗剪强度指标就越低,边坡稳定性越差;结构越紧密,抗剪强度指标就越高,边坡稳定性越好。当边坡具有多元结构特征时,尤其是颗粒相对较细的物质分布在边坡的中下部时,该土层则可能成为制约边坡稳定的主导因素,即边坡稳定程度取决于该土层的物理力学指标。
岩体的结构类型一般可分为整体结构、块状(次块状、裂隙块状)结构、层状结构、镶嵌碎裂结构和碎裂结构。由于岩体强度较高,岩质边坡稳定性主要取决于边坡结构及岩体中结构面的性状和规模。
1)顺向坡
顺向坡是主要软弱结构面的走向与边坡走向平行或近平行、倾向一致的边坡。当结构面倾角小于坡角时,结构面在坡面上出露,边坡的稳定性最差,极易发生顺层滑坡。
2)逆向坡(www.daowen.com)
逆向坡是主要软弱结构面的走向与边坡走向平行或近平行、倾向相反的边坡。这类边坡稳定条件较好,如果结构面陡倾,则有可能产生崩塌破坏和倾倒变形;如果下部有软岩,则更容易出现倾倒或蠕滑变形。
3)斜向坡
斜向坡是主要结构面与坡面走向成斜交关系,有可能出现楔体变形破坏的边坡。
4)横向坡
横向坡是主要软弱结构面走向与坡面走向近垂直的边坡。该类边坡稳定条件最好。
当岩体中存在结构面及其组合构成了对边坡稳定不利的分离块体时,结构面规模控制边坡变形失稳的规模,而结构面性状则控制边坡的稳定程度。由断层、顺层挤压错动面构成的分离块体,尤其是有连续断层泥分布时,稳定性最差,失稳规模最大;由成组节理裂隙构成的分离块体,由于节理裂隙延伸长度短小,组成大规模分离块体时,必定有部分岩体起抗滑作用,边坡稳定性主要取决于节理裂隙的连通率、张开程度、充填物性状、起伏差及岩体强度。
随着边坡岩体完整性的提高和卸荷松弛程度的减弱,边坡的稳定性增加。当坡体结构具备“上硬下软”的二元结构特征时,下部软弱夹层易被压缩,并产生蠕变,导致上部岩体(硬岩)拉裂,最终产生滑动或崩塌失稳。
3.地应力
边坡所在地区岩体坚硬完整、地应力较高时,由于岸坡卸荷作用,应力重分布,表层岩体严重卸荷松弛,并改造或产生了陡倾角的拉张裂隙和顺坡中缓倾角剪切裂隙,岸(边)坡稳定条件较差,且一旦开挖触及较深部岩体时,必将引起有限变形问题,边坡岩体势必出现“葱皮”、卸荷松弛、岩爆等现象,进一步恶化边坡稳定条件。
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