滑动型变形破坏是指坡体沿软弱带(结构面)或最大剪应力面产生滑移变形失稳。根据其力学机制,可分为推移式滑动和牵引式滑动;根据构成坡体物质结构特征的差异,可分为平面型滑动、圆弧型滑动、楔形体滑动和组合型滑动等4种类型。
1.平面型滑动
当某一结构面走向与边坡面走向近似平行、顺坡倾斜且倾角小于坡角,并存在侧向切割面和后缘拉裂面时,结构面在边坡上出露时,有可能沿该组结构面产生平面型滑动变形破坏。此类变形破坏主要发生在岩质边坡中。根据滑移面类型,平面型滑动又可分为顺层滑动和沿中缓倾角剪切裂隙、节理滑动。
1)顺层滑动
以片理、片麻理方向的顺层挤压错动面为底滑面的变形破坏,即为顺层滑动破坏。由于组成底滑面的该类结构面延伸较长,其变形失稳规模主要取决于其倾角,倾角越缓,滑动体厚度越大,变形失稳规模就越大。保施高速K15+600附近地段,片麻理倾角一般为70°~85°,故失稳以浅层滑动为主;坝址下游地段片麻理倾角逐渐变缓,在右岸砂石料加工系统地段,倾角只有35°~40°,其失稳主要为深层滑动。例如:孔雀沟下游侧分布的古滑坡体,滑坡体厚度可达40~50m,属深层滑动;发生在保施高速K22+000段的滑坡,属浅表层滑动,该滑坡底滑面为顺片麻理结构面,产状为N75°~80°W,NE∠60°~65°,山梁孤峰突出,两侧冲沟即为侧向切割面,顺片麻理结构面在边坡上部较平缓处出露,由于公路施工便道开挖,底滑面在便道内侧坡脚处出露,开挖爆破后即产生方量约10×104m3的塌方。
2)沿中缓倾角剪切裂隙、节理滑动
以顺坡中缓倾角剪切裂隙、节理为底滑面,以拉张裂隙为后缘拉裂面的破坏,即为沿中缓倾角剪切裂隙、节理滑动。由于岸坡部位卸荷作用强烈,一方面使岸坡岩体松弛,另一方面改造和产生了部分新裂隙。该类裂隙主要有两种类型:①使陡倾角结构面张开,形成拉张裂隙;②在河谷应力场拉、压、剪应力的综合作用下,改造原顺坡中缓倾角节理,形成剪切裂隙或剪切带。由于构成底滑面的结构面延伸长度相对较小,无论底滑面还是后缘拉裂面均是成组发育的节理、裂隙,因而其变形破坏具有牵引式、扩展式的特点,即在一般情况下,变形是从单一小块体破坏开始,逐渐向两侧扩展[图8-1(a)],向上发展[图8-1(b)]。在一些特殊情况下,如强暴雨、地震和超常规爆破情况下,也可能一次发生较大范围和规模的破坏,这种破坏无论在倾向上或走向上,底滑面均呈现台坎状。保施高速K15+600横向呈台坎状,纵向凹凸相间的典型地貌特征在一定程度上反映了在岸坡形成过程中,上述两种破坏型式的综合作用。
沿中缓倾角剪切裂隙、节理的滑动,根据其失稳规模和稳定分析方法,可以概化为3个分析模式,即单一滑面、折线型滑面和阶梯状滑面。其中,大范围的整体失稳滑面主要为阶梯状滑面。
图8-1 沿中缓倾角剪切裂隙、节理滑动破坏示意图
2.圆弧型滑动
组成边坡的岩土体物质均一,其稳定程度受控于岩土体强度,而不受结构面强度控制,边坡中的破坏面沿松散堆积物内部的最大剪应力发生,这种破坏面近似为圆弧状,故称为圆弧型滑动。圆弧型滑动一般发生在第四系覆盖层、强烈蚀变岩体、较大的断层破碎带或全风化岩体中。如保施公路场内Ⅰ段的CD段回头弯第四系坡积层中发生的滑坡(如图8-2),由于公路开挖,边坡前缘变陡,减小了阻滑力,产生滑动,后缘由于失去前缘土体的支撑作用,又产生滑动,在较短时间内连续发生5次滑移破坏,具牵引式特点。(www.daowen.com)
图8-2 保施高速K20+810段滑坡剖面示意图
当构成边坡的岩土体物质颗粒大小混杂时,其中的孤石、块石会使破坏面发生局部转折,其变形破坏面近似圆弧状。在保施高速K27+400段边坡发生在堆积体中的破坏,即为似圆弧状破坏,滑坡体沿公路长150~200m,高30~50m,含有大量的孤石、块石。
3.组合型滑动
组合型滑动是由两种或两种以上的滑动型组合形成的变形破坏。保施高速K15+600的组合型滑动破坏主要是滑体上部为圆弧型滑动、下部为平面型滑动的组合,这种组合有两种表现形式。
1)堆积体边坡
在堆积体边坡中,颗粒相对较细的物质一般分布在边坡的底部,称为接触带土体。就材料本身而言,土质类边坡抗剪强度的高低主要取决于碎(块)石和孤石含量,碎(块)石和孤石越多,抗剪强度就越高。因此,接触带土体在堆积体内部抗剪强度相对较低。当堆积体发生变形时,一般首先是在堆积体内部产生圆弧型滑动破坏,当底滑面与接触带土体贯通后,即沿接触带土体产生平面型滑动。
2)上部为第四系覆盖层,下部为基岩的边坡
右岸砂石加工系统及混凝土拌和系统粗碎车间平台高程为10m,其后侧边坡上部主要为坡积层,下部为风化岩体,风化岩体中顺片麻理错动面较发育。初期开挖过程中曾发生变形破坏,上部坡积层中为圆弧型滑动破坏,下部风化岩体中为沿顺片麻理错动面滑动(如图8-3)。
图8-3 右岸砂石料加工系统边坡破坏示意图
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