g國道南段沿線典型危巖體的穩(wěn)定性

G217國道南段沿線典型危巖體的穩(wěn)定性分析摘要：G217國道橫貫天山南北，沿線地質(zhì)環(huán)境特殊，生態(tài)條件惡劣，地形地貌差異較大，崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，其中尤以崩塌災(zāi)害最為嚴重。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，目前仍存在多處危巖體，嚴重威脅行車安全。本文從危巖體潛在失穩(wěn)方式的角度對沿線危巖體進行了分類討論，對典型危巖體用DDA數(shù)值模型分析方法研究其失穩(wěn)方式的形成機制，構(gòu)建力學(xué)模型用靜力解析計算方法對潛在不穩(wěn)定危巖體進行穩(wěn)定性評價，為該路的養(yǎng)護、地質(zhì)災(zāi)害治理和改擴建提供依據(jù)。關(guān)鍵詞：危巖體、巖體結(jié)構(gòu)、DDA數(shù)值模型、失穩(wěn)方式StabilityAnalysisfortheClassicDangerousRockMassofthesouthofG217HighwayAbstract:ThegeologicaldisastersarefrequentalongtheG217highwaybecausethegeologyenvironmentisspecial,theecologicalconditionisbadandthevariationoftopographyisgreat.Thecollapseinthesedisastersisthemostserious.Accordingtotheinvestigation,therearestilllotsofdangerousrockmass.Thispaperanalyzesthedifferentdangerousrockmass,researchestheformingmechanismbyDDAnumericalmodel,makesthestabilityevaluationbythestaticanalysismethodtothedangerousrockmass，andprovidesthebasisforthemaintenance,treatmentofthegeologicaldisasterreconstruction.Keywords:dangerousrockmass；rockmassstructure；DDAnumericalmodel；mechanismofdestruction1引言G217國道南段為新疆天山公路小龍池至庫車段,全長約130公里，由于公路早期設(shè)計施工不完善、災(zāi)害處治措施不到位，加之沿線地質(zhì)環(huán)境特殊，地表植被稀少，物理風(fēng)化作用強，造成地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，其中尤以崩塌最為嚴重，滑落的巖塊經(jīng)常堵塞公路，威脅行車安全。由于大部分崩塌（危巖體）受控于巖體結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生不同的失穩(wěn)方式，本段沿線邊坡危巖體可分為滑塌式、墜落式、傾倒式[1]。本文按失穩(wěn)方式的不同，借助典型的實例分析其變形破壞機制，運用靜力分析計算方法，評價各類崩塌（危巖體）的穩(wěn)定性。2危巖體的潛在失穩(wěn)方式與穩(wěn)定性評價2.1滑塌式潛在失穩(wěn)方式危巖體該類危巖體巖體結(jié)構(gòu)類型主要為層狀結(jié)構(gòu)巖體，可分為以下兩種：(1)層狀順向結(jié)構(gòu)邊坡：層狀結(jié)構(gòu)面傾向與邊坡傾向夾角小于30°，當(dāng)層狀結(jié)構(gòu)面由于工程活動而被切腳出露在坡面，即構(gòu)成潛在滑動面，易形成滑動。該類破壞方式主要為單一滑面（層面），巖體受節(jié)理切割，邊坡前緣潛在滑移面被切腳，可引起坡體以不同方式沿滑移面向下整體滑移，前緣臨空的坡體可能沿滑移面發(fā)生間歇性的緩慢滑移?；仆ǔ呐R空面附近啟動，逐漸向后緣擴展；當(dāng)層狀結(jié)構(gòu)面傾角大于坡角而插入坡內(nèi)，其穩(wěn)定性一般較好；(2)層狀反向或斜向結(jié)構(gòu)邊坡：巖層傾向與坡向大于30°。破壞方式同層狀順向結(jié)構(gòu)邊坡，可分為單一滑面（緩傾向坡外的節(jié)理面）和雙滑面（以楔形體滑動）兩種。照片2-1K973+150處危巖體照片2-2K973+765處危巖體照片2-3k1018+985處危巖體以K973+150處危巖體為例，運用塊體理論[3]，建立DDA（discontinuousdeformationanalysis)非連續(xù)變形分析模型[4]（見圖2-1）。自a(禾t=6烘5賊時連步華)凝b(t匆=9躺6乎時叔步喝)沿c(t膀=71顏6宗時紙步鞭)跡d(t億=200震0喪時悄步貧)燦圖稀2-乖1貿(mào)邊坡危巖揉體失穩(wěn)過炎程圖示從邊坡危巖體失穩(wěn)過程可見，在自重、邊坡開挖等作用下，被結(jié)構(gòu)面切割的塊體主要沿層面滑動，脫離母體，形成崩塌。在對該類危巖體進行穩(wěn)定性評價時，可將危巖塊體假設(shè)成整體性的，進而簡化為平面問題，不考慮危巖塊體左右側(cè)面上與其他巖土體的關(guān)系，在長度方向上取單位寬度考慮。危巖體所受到的主要荷載為危巖體自重，由危巖體的體積與天然密度的乘積得到?；娴奈恢每捎蒁DA數(shù)值模型分析確定?？紤]到降雨和地震的影像，不同類型的危巖所考慮的荷載種類和大小是不同的[2]，采用圖2-2簡化計算模型評價其穩(wěn)定性，評價結(jié)果見表2-2。圖2-2滑塌式失穩(wěn)方式危巖計算模型由于AD面往往比較陡峭，裂隙發(fā)育比較充分，巖體沿DB面滑動。則DB面上。拒法向作用剛力：蔽喇（慣1或）叮唉娛切向作用鐮力：脹醫(yī)熄（娛2極）遇穩(wěn)定系數(shù)申為：（3）絡(luò)其中：笑W銹—或單位長危君巖體重力器；逮P爸—薪單位長危索巖塊體承社受的水平循地震力，勻取水平地侵震系數(shù)為絕α伶1芽，則地震販力革為享P帖＝堅α礦1笨W磨；糟Q捎—苗裂隙中靜擇水壓力灶；窮c佩—伶結(jié)構(gòu)面的帥粘聚力；配φ嚼—捕結(jié)構(gòu)面的服內(nèi)摩擦角傅。輕2.分2野墜落式潛礦在失穩(wěn)方而式危巖體愛當(dāng)邊坡古坡面較陡昂，中下部器存在凹腔翻或軟弱夾析層時，上素部陡傾坡釣外結(jié)構(gòu)面申、緩傾坡辯內(nèi)層面切賞割形成的婚巖塊易發(fā)拔生墜落。淋墜落失穩(wěn)烏方式主要蒼有繼傾倒－折脖斷－墜落疊模式、壓疼致拉裂－菌墜落模式致（見撿照撒片紐2眼）目。挎以太K973嘆+15經(jīng)0雞處危巖體份為例分析草該類危巖頃體的失穩(wěn)培方式，建扎立耀DDA殊非連續(xù)變鎮(zhèn)形分析模告型（見教圖建2-框3皆）矮a(t貨=5價7造時杯步常)斜b(t顛=17繭6界時珍步闖)笑c(t巴=185階7從時仁步古)殃d(t莖=300況0計時包步瘋)玩圖呆2-3生桿邊坡危巖戒體失穩(wěn)過飛程圖示休從上圖可骨以看出，貼邊坡頂部娘部分凸出邊巖塊發(fā)生拍傾倒拉裂旁，邊坡頂丟部部分凸帆出巖塊拉搖斷后緣結(jié)信構(gòu)面巖橋辣開始墜落傅，隨著邊胳坡后部拉鍵裂縫不斷友增大，巖掙塊不斷墜臨落并堵塞腳公路。該鞠類危巖體期的靜力計銀算假定元同貫2.絡(luò)1燙，簡化計共算模型見灶圖槽2-使4秀，醒ABC龜D峰為懸空的默巖塊體，糾受力狀態(tài)吸類似懸臂扣梁，頂面買受拉祖，泊A咸點的拉應(yīng)謠力最大，潮在長期的敘重力作用哥下，構(gòu)從崇A淋處向下發(fā)暖展成拉張宴裂隙，隨萬后拉應(yīng)力胡進一步集餃中于未張單裂百的啊E漿點，晶若拔E碎點的拉應(yīng)鳳力超出其筆抗拉強度警時，張拉魯裂縫繼續(xù)口發(fā)展，直帝至丟D棗點，最終航危巖體產(chǎn)灘生墜落式讓崩塌，評星價結(jié)果見充表儉2-慶2隔。柳圖蜻2-4沈惜墜落式失罵穩(wěn)方式危助巖計算模喊型撕墜落式危本巖體的穩(wěn)五定系數(shù)計描算通式為格：（4）儲對于天然屆狀態(tài)，穩(wěn)掠定性系數(shù)再為：松雁態(tài)求（式5娘）痕舅對于地震突（或爆破鋪）或地震資（或爆破喇）＋暴雨護情況，穩(wěn)閘定性系數(shù)盼為：剪衡怒（渾6聰）遲其中剩：么W跡—門單位長危捐巖體重力域；距P逝—沿單位長?？紟r塊體承邪受的水平成地震力，落取水平地集震系數(shù)為耳α巧1輪，川則辟P川＝稅α別1垂W露；徑C侵—墳結(jié)構(gòu)面的戰(zhàn)粘聚力；習(xí)φ墻—艱結(jié)構(gòu)面的縫內(nèi)摩擦角夸；暴雨條介件，考屈慮寫C乒、您φ圍值折減。紅2.看3仇傾倒式潛姓在失穩(wěn)方浩式危巖體妹陡傾貫通剖性結(jié)構(gòu)面板的邊粥坡旋,道坡角與貫擴通性結(jié)構(gòu)覺面傾角較吼陡，巖體贈在自重彎貴矩、裂隙劑水壓力或踐者水平地楚震力的作藍用下，前摩緣易向臨界空方向作味懸臂梁彎獨曲，并逐政漸向坡內(nèi)果發(fā)展罵[5]釣，膜（見惱照續(xù)片拴3泉）驅(qū)。博以嚷K101佛8+98賄5辯處危巖體們?yōu)槔治鍪淘擃愇r麗體的失穩(wěn)灣方式，建懂立淹DDA灶非連續(xù)變晉形分析模鼠型（見仰圖際2-該5披）。續(xù)a(伯t=8短0恰時駛步澇)香b(t椒=29濁6旗時普步物)潮c(t辭=81筆9掠時遮步饅)嶄d(t緩=200煎0籠時馳步眨)全圖光2-5早士邊坡危巖承體失穩(wěn)過嚴程圖示盒邊坡較陡原頂部巖塊菠受控于陡無傾貫通性租結(jié)構(gòu)面而質(zhì)脫離母體趨，在邊坡亮風(fēng)化程度天較高或外廚動力存在遠時，頂部閉巖塊極易芳發(fā)生崩塌怨。該類危肚巖體在天明然條件下秩多呈基本村穩(wěn)定狀態(tài)裙，在暴雨芽和地震條法件下的靜晶力計算假偵定與荷載錫同蠶2.頸1繁，不考慮癢基座抗拉悅強度（見流圖內(nèi)2-6纖)比。村圖傍2-襲6映傾倒式失辰穩(wěn)方式危抵巖體計算為模型玩傾覆力矩強：交汁獎杜（蘭7輸）顫抗傾力矩編：陰權(quán)正鉤擴（黨8這）忙穩(wěn)定系數(shù)客：吊造膛貞（留9串）隨其中：賊W灘—些單位長危丙巖體重力棒；但P余—預(yù)單位長危扒巖塊體承劫受的水平時地震力，哄取水平地搬震系數(shù)為較α送1級，則地震滿力義為匆榮P展＝裙α掀1萍?蔬W耳；競Q?！×严吨徐o摔水壓力；禮e者l撥—據(jù)裂隙充水暴深度；鞋h扶—竄重力作用娛點距傾覆沸點的水平科距離；艷a張—源水平地震厲力距傾覆骨點的垂直尤距離。旬針對不同隸的失穩(wěn)方仍式，危巖莊穩(wěn)定狀態(tài)鹿可針對危帖巖穩(wěn)定系敗數(shù)來確定你[肌6受]插（見楚表疏2-灑1嶺），結(jié)合參穩(wěn)定性計段算結(jié)果，胃判斷危巖利的穩(wěn)定性壁，評價結(jié)羞果見表百（饒2狠－豎2裂）。損表森2-1議貸危巖穩(wěn)定我狀態(tài)判斷掘標(biāo)準消穩(wěn)定性印失穩(wěn)方式論不穩(wěn)定伙基本穩(wěn)定蛙穩(wěn)定米滑塌式危舉巖判K蔥＜伯1.0絕1.表0蹈≤捧K嚴＜羨1.3辜K閘≥妻1.3抱墜落式危單巖氣K秘＜低1.0渡1.蓮0痛≤桂K禍＜監(jiān)1.5接K塊≥嬸1.5置傾倒式危提巖趁K遲＜掘1.0宇1.宅0躬≤練K蟲＜有1.5攻K鈔≥貨1.5艇表淘2-2謊壽危巖穩(wěn)定狀狀態(tài)判斷賓結(jié)果（部慢分）禁類型店位置袖穩(wěn)定系數(shù)晌無外力工舊況粒暴雨＋地嶺震工況狐滑塌式危褲巖體朱k973咽+100暢1.1蹤5介（基本穩(wěn)珠定）圓0.7美3騾（不穩(wěn)定域）摧K973憲+700低1.5頌4訓(xùn)（穩(wěn)定）薪0.8衰9坐（不穩(wěn)定蓮）厲k979輔+000民2.1宰2陜（穩(wěn)定）織1.3售8恢（穩(wěn)定）隨k982摔+800舞1.2撕6蓄（基本穩(wěn)伍定）戲0.8吃1麥（不穩(wěn)定鑰）忙k983失+200朗1.1圍6譜（基本穩(wěn)布定）謀0.7阻8縮（不穩(wěn)定喜）爐墜落式危越巖體莖k978保+500貞1.9堤1象（穩(wěn)定）胡1.4看1斗（基本穩(wěn)擔(dān)定）賺kk98麗1+40劍0漁1.1釣7污（基本穩(wěn)趨定）該0.8俱7霜（不穩(wěn)定桌）質(zhì)k988皮+500煌2.1挖4交（穩(wěn)定）繩1.5蠻8婚（穩(wěn)定）舟k993觸+950扇1.5摩7李（穩(wěn)定）壓0.9魯7但（不穩(wěn)定胖）眾k100棵5+60沖0婆1.6燙6年（穩(wěn)定）名1.2嶼2槽（基本穩(wěn)惡定）詞傾倒式?？讕r體頃k984藝+400揀基本穩(wěn)定寺0.9快8壟（不穩(wěn)定匠）辛k985舌+500齡基本穩(wěn)定監(jiān)1.2究6牲（基本穩(wěn)斧定）肚k101猶2+55溝0體基本穩(wěn)定秩0.9宮1籮（不穩(wěn)定體）革k101羽8+90該0坐基本穩(wěn)定段0.6慮2臟（不穩(wěn)定棟）巧3奇幣結(jié)論象（踩1黎）從以上白可以看出點：地形地窮貌，巖體火結(jié)構(gòu)、結(jié)羽構(gòu)面條件熔、邊坡開座挖、暴雨溜、地震等半條件對巖估質(zhì)邊坡的四穩(wěn)定性均嶺產(chǎn)生一定納影響，但紛巖體結(jié)構(gòu)糕類型是主籍控因素之臟一。群（榨2房）對評價眉結(jié)果為穩(wěn)耍定的危巖吳體細應(yīng)注重生晴態(tài)環(huán)境的項保護，培催育并保護揚地表植被燦，以減小低物理風(fēng)化忍與化學(xué)風(fēng)債化作用，叫無需采用蒙防治措施涂；對基本汪穩(wěn)定的邊摔坡，近行志進行簡單欄的刷方，才做好排水熄工程即可鑼，無需采萬用專門的還防治措施會；對不穩(wěn)抱定危巖體榆應(yīng)當(dāng)首先民清除坡表勸松動巖體齊，然后采穴用修建護識腳擋墻、鄉(xiāng)坡體前部投設(shè)置樁板到墻、掛網(wǎng)癥噴漿護面己等治理方潤式方法，振必要時可雹加以錨固刷[7搖]銀、物[8]隱。贏（炊3而）以上穩(wěn)卸定性分析避評價多采獵用簡化模獸式，該方歐法對于快泳速評價數(shù)該量較多的釀中小規(guī)模曾危巖體較羅為實用。疤另外當(dāng)危驕巖體是以逢上失穩(wěn)方冊式的組合辯時，還需淚綜合分析召評價其穩(wěn)增定性。廉參考文獻裙：輕[1巡]蕩王蘭生，漠張倬逼元戶,茫斜坡巖體綢變形破壞陷的基本地蛾質(zhì)力學(xué)模蛙式迎[J]姥.另水文工程疫地質(zhì)取論恨,爆北京地質(zhì)盜出版社爛，屈198扭5歉．泉[2禽]養(yǎng)韓祥森腔.蘭雅礱江錦陵屏一級水屠電站高位省邊坡危巖拋體成因機穴理及其穩(wěn)模定性研究饒，成都理閑工大學(xué)碩書士論文咱，怨2006勒.揮6尤.哈[兇3電]享于青春，敢薛果夫，貓陳得基城等騾.觀裂隙巖體轟一般塊體域理欲論納.魂北京：中譜國水利水可電出版社搞，林2007放.3.華[楊4替]Shi化Gen葛hua.豐Mani況fold三met粗hod.敬In傷proc銀of舟The暈Firs板tIn危tFo宴rum婆onD的DAa旬ndS在imul鋤atio橡nso卡fDi你scon杜tinu叔ous仙Medi榨a.Be淚rkel莫ey,C眾alif病orni捏a,US麗A,19坐96引.畜[5敏]紛王建鋒抗，榮Wils苦onH稅Tan榜g被，崔政喝權(quán)乞.鍬塊狀巖體沫邊坡傾倒衰破壞穩(wěn)定疑性分簽析艇.靈中國地質(zhì)眼災(zāi)害與防抖治學(xué)報息，蠅2001鉤.1碌2慢，