理论教育 山区高速公路隧道洞口边仰坡破坏模式研究

山区高速公路隧道洞口边仰坡破坏模式研究

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:只有正确地判断边坡的破坏模式,才能采取合适的加固方法来治理边坡。

山区高速公路隧道洞口边仰坡破坏模式研究

1.岩质边坡的破坏机理及破坏模式

研究岩质边坡的破坏机理和模式,由于岩体结构包括结构面和结构体两要素,岩体中结构面的存在,是影响岩质边坡稳定性的重要因素之一。尤其在这些部位又常常是物理力学变动和物理化学作用的强烈反应地带,因此往往是有可能成为危及岩质边坡稳定性的严重隐患。岩体中结构面的存在,降低了岩体的整体强度,增大了岩体的变形性能,加强了流变力学特性和其他的时间效应,以及加深了岩体的不均匀性、各向异性和非连续性等性质。大量的岩质边坡工程失事证明,不稳定岩体往往是沿着一个适宜的结构面或多个结构面的组合边界的剪切滑移、张拉破裂和错动变形等而造成边坡岩体的失稳。

1)岩质边坡的破坏机理

岩质边坡和土质边坡在破坏模式上有很大的差别,在岩质边坡中可以看到各种类型的张裂缝。岩体沿着先前存在的或新的剪切面运动,可能会形成一个或多个线性或弓形张裂缝。在片节理的花岗岩或大体积的砂岩构成物中,弓形张裂缝先于岩体平板移动而分开,并且在层张拉断开处形成弓形。张裂缝的形成意味着先前通过岩体的拉应力来维持的抵抗力已经消失,而被逐渐增加的滑面的剪力取代。滑体刚开始时沿节理打开,并且从这些“释放表面”分离,在这种情况下,节理的打开取代在非节理材料中的新张裂缝形成,但是结果不同的是,由于释放的节理不能承受拉应力,所以不能增加滑面的剪应力

2)岩质边坡的破坏模式

通过观察边坡岩体的外部特征,可以大概地推断出边坡的稳定程度以及其曾经发生的变化。虽然有些边坡可能是经过长时间的发展,逐渐破坏的,但大部分滑坡都可以通过观察到的现象推断其破坏模式。只有正确地判断边坡的破坏模式,才能采取合适的加固方法来治理边坡。(www.daowen.com)

由于边坡岩体构造复杂多样,岩质边坡的破坏模式有许多种。在大部分岩石力学及岩石边坡稳定方面,岩质边坡的简化破坏形式主要分为平面破坏、楔体破坏和倾倒破坏。平面破坏和楔体破坏是比较常见的破坏形式,但是倾倒破坏是一种很重要的破坏形式。还有许多其他破坏形式,如侵蚀破坏、由于岩体松散解体而引起的破坏、溃屈破坏、断裂破坏等,而每一种又有许多不同的具体表现形式。另外,在岩体比较软弱和岩体节理异常发育或已经破碎如在废石堆中,也可发生圆弧破坏。

2.土质边坡的破坏机理及破坏模式

在我国具有湿陷性的黄土约占63.5万平方千米,约占全国陆地总面积的6.61%。这些地区因特定的干旱、半干旱环境,沟豁十分发育,地表被纵横交错的大小冲沟切割得支离破碎。土质形成冲沟的切割深度、宽度不等,使得其两侧的边坡也形态各异。黄土边坡往往具有较陡的坡度,常年受降水侵蚀及风化等因素的影响,裂隙发育,有的处于稳定状态,有的则由于存在不良地质体或人工改造,处于不稳定或潜在的不稳定状态。随着我国社会经济的发展,越来越多的高速公路工程修建于黄土土质地区。因此,当线路穿过上述地段,在土质边坡上修筑隧道构筑物时,无论是对构筑物本身的安全耐久性,还是边坡的稳定性都有影响。由于线路通过处隧道的埋深、地层物理力学性质等的不同,对边坡的稳定性影响也各不相同。本节按照地层岩性,按不同破坏模式对土质边坡进行归类,分析其形成的原因和分布特征。

土质边坡因其所处的地形地貌、地层岩性及水文环境等的不同,失稳破坏的类型也不同,而经过开挖后形成高陡边坡,由于其应力调整,将发生一系列的变形。如果边坡设计合理,则变形向趋于稳定方向发展,即减速变形;如果其设计值不能满足黄土自稳要求,或边坡中存在诸如不利结构面、地下水等因素,变形进一步发展,将会使边坡处于不稳定状态,甚至破坏。因此有必要对黄土土质边坡的破坏模式进行总结分析,以期对边坡治理以及土质边坡隧道洞口的稳定分析提供必要的技术资料,土质边坡的破坏规律及模式主要有以下几种类型:滑塌模式、滑坡破坏模式、崩塌模式、坡面破坏模式、错落模式。

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