重庆市土木建筑学会

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某公路路段边坡变形破坏机理分析

发布日期:2014-03-05  浏览次数:1208
 变形破坏过程

 

该公路路段沿线出露的基岩为志留系、三叠系和第三系碎屑岩地层,岩性以粉砂质泥岩、粉砂岩、泥岩和泥质灰岩为主,其中粉砂质泥岩、粉砂岩、泥岩这些岩石强度低,抗水、抗风化能力差,岩体中各种裂隙十分发育,且风化严重。对沿线的33个展开调查,并进行归结构类型分类:土质边坡11个,其中松散堆积层滑坡6个;岩土质边坡9个;岩质边坡13个,其中岩质滑坡3个。由于其结构类型的不同,导致其变形破坏发展也不一样。

1.1土质边坡浅层滑移

对于浅层滑移,在边坡变形发展过程中,坡体内有一可能发展成为破坏面的潜在滑移面,它受最大剪应变面分布状况控制。这类变形主要发育在粘土质边坡中,其变形破坏过程如下,如图1所示。

图1 土质边坡浅层滑动过程示意图

 

①表层蠕滑:边坡开挖后,坡面向临空方向发生变形,坡面下沉,坡体后缘产生拉应力;

②后缘拉裂:随着变形发展,后缘被拉裂后,造成潜在剪切面上的剪应力集中,促进了最大剪应力带的剪切变形。

③潜在剪切面剪切扰动:随着剪应变进一步发生,使斜坡下半部分逐渐隆起,后缘明显下沉,拉裂面逐渐张开,这些迹象预示变形进入累进性破坏阶段,一旦潜在剪切面被剪断贯通,则发展为滑坡。

1.2 土质边坡深层滑移

对于深层滑移,在边坡变形发展过程中,坡体内有一可能发展成为破坏面的潜在滑移面,它受最大剪应变面分布状况控制。滑坡发生过程一般可分为蠕动、挤压、微动、滑动等阶段,如图2所示。

图片未命名

2  堆积体边坡滑动过程示意图

①蠕动阶段:堆积体开挖后,前缘出现陡倾临空面,堆积体沿软弱层发生蠕动变形,边坡后缘隐约出现断续的张性裂隙,蠕动进一步发展向挤压阶段过渡,滑坡后缘张性裂隙明显,并有错距,但未贯通;

②挤压阶段:边坡坡脚部位受明显挤压,主滑段及后部有小量移动,后缘裂缝贯通并错开,两侧出现羽状剪裂隙但未撕开,主滑段的滑动面己基本形成。向微动阶段过渡时,两侧剪性裂缝贯通,前缘有时潮湿;

③微动阶段:主滑段明显移动,抗滑段的滑动面也逐渐形成。后缘张裂缝继续下错,两侧剪裂缝贯通并微有撕开。前缘微隆,坡面具X裂隙处有时局部坍塌,剪出口有时出现明显潮湿带。进一步发展至边坡剪出口联通,甚至带状渗水,滑动面贯通。

④滑动阶段:滑坡时滑、时停、缓慢移动。在降雨等作用下,边坡变形继续发展,前缘继续隆起,出现贯通的横向挤胀裂缝和纵向放射裂缝,前缘剪出,形成滑坡。

1.3 岩质边坡滑动破坏

岩质边坡滑动破坏是岩质边坡中常见的一种变形破坏形式,其主要控制因素是岩体结构发育程度及其结构面充填物性质。其主要特征是:当岩层倾向与边坡倾向成小角度相交,且边坡中存在多组结构面,边坡岩体往往被切割成楔形体,当边坡开挖使得楔形体某一面临空时,在重力的作用下岩体易沿着层面发生变形,在降雨等作用下,变形继续发展,当边坡提供的抗滑力不足以抵抗边坡的下滑力,岩质边坡随即发生滑动破坏,其滑动变形过程如图3所示。

图片未命名

3  楔形体滑动过程示意图

 
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