危巖穩(wěn)定性計(jì)算

4.2危巖體穩(wěn)定性計(jì)算及評(píng)價(jià)4.2.1計(jì)算模型目前，按照不同的標(biāo)準(zhǔn)，危巖分類(lèi)系統(tǒng)多樣，但是，從工程防治的角度按照危巖失穩(wěn)類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)更有價(jià)值，可將危巖概化分為滑移式危巖、傾倒式危巖和墜落式危巖3類(lèi)。計(jì)算公式參考重慶市地方標(biāo)準(zhǔn)《地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘察規(guī)范》(DB50/143-2003)中(30)?(50)計(jì)算公式。勘查區(qū)內(nèi)主要為滑移式危巖、傾倒式危巖；當(dāng)軟弱結(jié)構(gòu)面傾向山外，上覆蓋體后緣裂隙與軟弱結(jié)構(gòu)面貫通，在動(dòng)水壓力和自重力作用下，緩慢向前滑移變形，形成滑移式危巖，其模式見(jiàn)圖（圖4.2-1）；當(dāng)軟弱夾層形成巖腔后，上覆蓋體重心發(fā)生外移，在動(dòng)水壓力和自重作用下，上覆蓋體失去支撐，拉裂破壞向下傾倒，形成傾倒式危巖（圖4.2—2）。圖4.2-1滑移式危巖示意圖圖圖4.2-1滑移式危巖示意圖圖4.2-2傾倒式危巖示意圖1、滑移式危巖體計(jì)算（1）計(jì)算模型圖4.2-3滑移式危巖穩(wěn)定性計(jì)算示意圖（后緣無(wú)陡傾裂隙）危巖前緣圖4.2-4危巖前緣圖4.2-4滑移式危巖穩(wěn)定性計(jì)算示意圖(后緣有陡傾裂隙)(2)計(jì)算公式后緣無(wú)陡傾裂隙(滑面較緩)時(shí)按下式計(jì)算(4.2.1)Wsin0+Qcos0(Wcos0-Qsin0-(4.2.1)Wsin0+Qcos0式中：V——裂隙水壓力(kN/m),V=2Yh2；匕——裂隙充水高度(m),取裂隙深度的1/3。y 取10kN/m。Q——地震力(kN/m),按公式Q=&xW確定，式中地震水平作用系數(shù)&取0.05；K——危巖穩(wěn)定性系數(shù)；c——后緣裂隙粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)；當(dāng)裂隙未貫通時(shí)，取貫通段和未貫通段粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值按長(zhǎng)度加權(quán)和加權(quán)平均值，未貫通段粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值取巖石粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值的0.4倍；4——后緣裂隙內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)；當(dāng)裂隙未貫通時(shí)，取貫通段和未貫通段內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值按長(zhǎng)度加權(quán)和加權(quán)平均值，未貫通段內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值取巖石內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值的0.95倍；0——軟弱結(jié)構(gòu)面傾角(°)，外傾取正，內(nèi)傾取負(fù)；W——危巖體自重(kN/m3)。后緣有陡傾裂隙、滑面緩傾時(shí)，滑移式危巖穩(wěn)定性按下式計(jì)算：(Wcos0-Qsin0-Vsin0-U)tg4+c-1^K— ~ ~ ~Wsin0+Qcos0+Vcos0式中符號(hào)同前。2、傾倒式危巖計(jì)算(1)計(jì)算模型hh圖4.2—5a傾到式危巖穩(wěn)定性計(jì)算示意圖(后緣巖體抗拉強(qiáng)度控制)圖4.2—5b傾倒式危巖穩(wěn)定性計(jì)算示意圖(由底部巖體抗拉強(qiáng)度控制)(2)計(jì)算公式①危巖破壞由后緣巖體抗拉強(qiáng)度控制時(shí)，按下式計(jì)算：危巖體重心在傾覆點(diǎn)之外時(shí)：fHiksinP「2H-hb 小八" 77~+TTCOS(P—O)_3sinp cosO _W-a+Q-h+V0E+Jh^+二cos(P—O)sinP3sinPcosO危巖體重心在傾覆點(diǎn)之內(nèi)時(shí):,H-,H-hfsinP2H-hb c、 k+X-cos（P-0）_3sinPcos0 _+W?aQ?ho+V"t+—+—cos（P-0）_sinP3sinPcos0 _K（4.2.4）式中：h——后緣裂隙深度（m）；h——后緣裂隙充水高度（m）；H——后緣裂隙上端到未貫通段下端的垂直距離（m）；?——危巖體重心到傾覆點(diǎn)的水平距離（m）；力一一后緣裂隙未貫通段下端到傾覆點(diǎn)之間的水平距離（m）；h0——危巖體重心到傾覆點(diǎn)的垂直距離（m）；f——危巖體抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（kPa），根據(jù)巖石抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值乘以0.4lk的折減系數(shù)確定：0——危巖體與基座接觸面傾角（°），外傾時(shí)取正值，內(nèi)傾時(shí)取負(fù)值；P——后緣裂隙傾角（°）。其它符號(hào)意義同前。②當(dāng)危巖的破壞由底部巖體抗拉強(qiáng)度控制時(shí)，按下式計(jì)算：（4.2.5）1f-b2+Wa（4.2.5）K=—— Q-h0+V（3十g+bcosp）式中各符號(hào)意義同前。對(duì)于孤立具有緩傾軟弱結(jié)構(gòu)面的危巖體，后緣無(wú)裂隙水壓力，其計(jì)算時(shí)要考慮風(fēng)力作用，穩(wěn)定性按下式計(jì)算：3f?b2+Wa

K-（Q+七）?氣式中：F為風(fēng)力，F(xiàn)=pS（Vsin①）2,p為空氣密度，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下p=1.293kg/m3,S為迎風(fēng)面積，v為風(fēng)速，計(jì)算時(shí)取v=10m/s,①為風(fēng)向與迎風(fēng)面積間的夾角。4.2.2危巖穩(wěn)定性計(jì)算根據(jù)危巖結(jié)構(gòu)特征和形態(tài)特征，結(jié)合雁門(mén)溝1、2號(hào)危巖崩塌分析結(jié)果，本區(qū)危巖破壞模式主要為滑移式和傾倒式危巖。（1）計(jì)算參數(shù)：根據(jù)取樣室內(nèi)資料，危巖體天然重度26.4kN/m3,飽和重度26.7kN/m3；天然抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值19.67MPa，飽和抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值14.07MPa，天然抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值0.68MPa，飽和抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值0.59Mpa。由于勘查區(qū)內(nèi)無(wú)條件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)危巖的調(diào)查后反復(fù)分析，灰?guī)r裂隙面大多平直光滑，呈微張狀，部分石英脈充填，裂隙面結(jié)合差，裂隙抗剪強(qiáng)度低，查《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002）表4.5.1，綜合確定，裂隙抗剪強(qiáng)度為：內(nèi)摩擦角取25?27°，粘聚力47?57kPa。裂隙水壓力按裂隙蓄水能力和降雨情況確定。（2）計(jì)算工況計(jì)算工況選取如下三種：工況1：自重+現(xiàn)狀裂隙水壓力，（其中裂隙充水高度取取裂隙深度的1/5?1/2）；工況11：自重+暴雨（強(qiáng)度重現(xiàn)期按20a考慮），（其中裂隙充水高度取取裂隙深度的1/2?2/3）；工況111（校核工況）：自重+地震+暴雨（強(qiáng)度重現(xiàn)期按20a考慮），（其中裂隙充水高度取取裂隙深度的1/2?2/3）；4.2.3計(jì)算結(jié)果危巖穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表（評(píng)價(jià)結(jié)果依據(jù)表4—5）：表4—5 危巖穩(wěn)定性系數(shù)及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)危巖號(hào)工況-WY1-1WY1-2WY1-3WY1-4WY02—I—穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定II穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)m穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)4.2.4危巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)(1)危巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T0218-2006)，防治工程等級(jí)一級(jí)，滑塌式危巖穩(wěn)定安全系數(shù)取值為1.3,傾倒式危巖穩(wěn)定安全系數(shù)取值為1.5,可建立下列評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：表4—6 危巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)危巖類(lèi)型危巖穩(wěn)定狀態(tài)不穩(wěn)定欠穩(wěn)定基本穩(wěn)定穩(wěn)定滑塌式危巖KV1.01.0WKV1.21.2WKV1.3KN1.3傾倒式危巖KV1.01.0WKV1.31.3WKV1.5KN1.5(2)危巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)從表4-5可知：5個(gè)危巖體天然狀態(tài)下都處于穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨或連續(xù)降雨條件下處于基本穩(wěn)定?欠穩(wěn)定狀態(tài)，地震工況均處于不穩(wěn)定狀態(tài)。危巖一區(qū)有危巖體4個(gè)，編號(hào)為WY1-1，WY1-2，WY1-3，WY1-4；危巖二區(qū)的危巖體WY2；根據(jù)野外專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查，這些危巖體現(xiàn)狀處于穩(wěn)定或基本穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨期處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。經(jīng)危巖穩(wěn)定性計(jì)算：工況1條件下WY1-1，WY1-