某学校后山斜坡危岩稳定性分析

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摘要：通过详细地质勘察，论述了该斜坡危岩带的地质特征、变形破坏机制，通过实验得到岩土体的力学参数，进而利用极限平衡方法对该斜坡的稳定性进行了计算、分析，提出了相应工程防治对策。

关键词：斜坡；危岩；稳定性；极限平衡；防治对策

Abstract: through the detailed geology survey, this paper illustrated the dangerous rock slope with the geological characteristics, deformation and failure mechanism, through the experiment get the mechanical parameters of rock mass, and then use limit equilibrium method for the slope stability calculation, analysis, and put forward the corresponding countermeasures to prevent and control engineering.

Keywords: slope; Dangerous rock; Stability; The limit equilibrium; Countermeasures to prevent and control

中图分类号：TU413.6+2文献标识码：A 文章编号：

1、工程概况

该不稳定斜坡位于巴郎河左岸，区内属斜坡地貌类型区内。不稳定斜坡后缘至山脊处，斜坡前侧为巴郎河Ⅱ级阶地。不稳定斜坡区内宽度为506m，长度达145-350m，高差达315m。

斜坡后缘北东高，高程可达1895m，往南西侧逐渐降低，最终与巴郎河Ⅱ级阶地相连。斜坡整体坡度较大，总体上陡下缓。其中，斜坡上游部位的地形坡度一般45°～52°，基岩出露或浅埋。斜坡中下游部位地形坡度相对较缓，一般35°～40°，表层多为“5.12”地震后形成的崩积层（Q4col）。整个斜坡除4处的危岩带基岩出露外，其余多为第四系残坡积层（Q4el+dl）。该学校后山不稳定斜坡坡脚前方分布巴郎河Ⅱ级阶地，该阶地宽度为530m，长度达78m，地形平缓，北面稍高，高程为1589-1592m；南面稍低，高程为1589-1581m，分布地层为第四系冲洪积层（Q4al+pl）。其典型的地质剖面图如图1所示。

图1 典型地质剖面图

2、危岩成因机制分析

根据野外勘查分析，该学校后山不稳定斜坡危岩形成机制主要有以下三点：

（1）地形地貌

陡峻的斜坡地形是岩体形成危岩的必要条件，陡峻的峡谷区的地段。危岩区自然坡度在50～75°，部分为凹岩腔，岩体临空卸荷，应力释放，而后斜坡体内岩层应力重新调整，产生向临空方向的倾倒拉裂和变形，随着变形时间增长，张裂隙逐渐向深部扩展，以致岩体从上至下形成破碎（破裂岩体）—较破碎（块裂岩体）—较完整（基岩）的分布规律。随着风化、侵蚀等地质作用的进一步加剧，应力加剧调整积累，拉张裂隙进一步扩张，并逐步向深部发展，从而完成整个裂隙面的贯通；

(2)地层岩性及其组合配置关系

岩性对岩质边坡的危岩的控制作用是明显的。半坚硬的千枚岩地层中节理裂隙极其发育，将岩体切割形成众多的危岩体。

(3)地质构造

区域地质构造对危岩的产生和分布起着控制性的作用。在几组构造线交汇的峡谷区，往往形成大型崩塌；断层密集分布区，岩层破碎，易于形成危岩。

综上所述，区内的斜坡地形地貌、地层岩性、岩体结构特征等为危岩的发育提供了重力和基本物质条件，长期的地壳内外营力作用是危岩形成的主要诱因。临空岩体开始出现变形，岩体内部形成下宽上窄的节理裂隙，随着塑流的进一步发展，变形范围扩大，拉裂缝向岩体的后侧推移，岩体后缘拉裂加剧，从而加剧岩体的重力卸荷作用，形成平行坡面的危险结构面，并与已有构造裂隙构成危险结构面组合，在岩体重力作用下，岩体沿裂隙或结构面向下崩落破坏。

3、计算参数选取

根据勘查所做细粒土常规试验资料及现场大重度试验资料，结合崩塌堆积体的平均土石比确定，计算时采用的崩塌堆积层土重度值为：天然重度γ＝17.1KN/m3，饱和重度γw＝25KN/m3。

1#塌堆积体不同状态下的抗剪强度参数为：天然快剪抗剪强度标准值：C＝3.7Kpa，Ф＝32.8°；饱和快剪抗剪强度标准值：C＝2.2Kpa，Ф＝29.2°；2#塌堆积体不同状态下的抗剪强度参数为：天然快剪抗剪强度标准值：C＝4.3Kpa，Ф＝28.8°；饱和快剪抗剪强度标准值：C＝3.1Kpa，Ф＝25. 6°。

4、危岩带整体稳定性计算结果

根据崩塌堆积体的特征及其可能出现的各种荷载情况及组合，计算中主要考虑自重、降雨、地震等，本次选定如下三种工况，计算上述各剖面的滑坡稳定性及各滑块的剩余下滑力，具体方案如下：

工况1：自重；

工况2：自重+暴雨状态（33.4mm）；

工况3：自重+暴雨状态（33.4mm）+地震。

利用传递系数法对5—5′剖面以及3—3′剖面进行稳定性计算，得到的计算结果如表1所示。

表1 剖面稳定性计算结果

分段代号 工况

剖面 1 2 3

稳定系数 稳定系数 稳定系数

1#崩塌堆积体 5—5′ 1.04 0.92 0.62

2#崩塌堆积体 3—3′ 1.71 1.15 0.74

5、崩塌堆积体失稳的可能性

1#崩塌堆积横向宽度为160m，纵向长度140m，面积为15000m2，平面形态呈不规则的圈椅形。整个崩塌堆积体前缘高程为1590m，后缘高程为1715m，高差达125m，总体坡向为272°。坡脚部位由于人工开形成陡立临空面,溜滑破坏明显，在地震、降雨的作用下发生牵引性滑塌或滑坡的可能性较大。

2#崩塌堆积体横向宽度为152m，纵向长度90m，纵向长度88m，面积达1.6×104m3，平面形态呈不规则的圈椅形。整个崩塌堆积体前缘高程为1585m，后缘高程为1675m，前后缘高差达90m，总体坡向为284°。由于“5.12”地震作用影响，区内浅层岩土体结构松散，在降雨入渗、地震等不利因素的作用下，区内浅表层松散岩土体必将向临空面产生失稳变形破坏，其失稳方式以浅层松散岩土体的溜滑、滑塌变形为主。

6、防治工程方案建议

（1）防治原则

根据该不稳定斜坡存在的灾害类型、所处位置、规模大小、破坏形式、稳定性及施工难度、建议勘查区治理应遵循统一规划、轻重缓急、“严重”先治的原则；崩塌堆积体采用削坡+挡土墙进行防治；危岩区采用清危、拦石墙及被动防护网等综合方法；对于斜坡区内发育的10处地表裂缝主要采用填缝的方案进行处理。

（2）具体治理方案建议

1）崩塌堆积体治理方案建议

对1#崩塌堆积体先按31°的碎块石休止角进行削坡，然后在坡脚设置挡土墙；对2#崩塌堆积体先按27°的碎块石休止角进行削坡，然后在坡脚设置挡土墙。

2）危岩区治理方案建议

1WY1危岩带

对WY1危岩带的防治方案为清危及拦石墙+被动防护网。拦石墙+被动防护网主要布置于房屋后侧的斜坡坡脚部位。

2WY2危岩带

对WY2危岩带的防治方案为清危及拦石墙+被动防护网。拦石墙+被动防护网主要布置于房屋后侧的斜坡坡脚部位。

3WY3危岩带

对WY3危岩带的防治方案为清危及拦石墙+被动防护网。拦石墙+被动防护网主要布置于房屋后侧的斜坡坡脚部位。

4WY4危岩带

对WY4危岩带主要采用清危+主动防护网的方案进行治理。

7、结 论

（1）区内危岩带主要为薄层-中厚层状千枚岩夹变质砂岩地层，危岩带内危岩体的变形破坏失稳主要表现为区内浅表层的危岩体产生掉块、落石破坏。

（2）1#崩塌堆积体坡脚部位由于人工开形成陡立临空面,溜滑破坏明显，在地震、降雨的作用下发生牵引性滑塌或滑坡的可能性较大。2#崩塌堆积目前整体变形是明显，但由于“5.12”地震作用影响，区内浅层岩土体结构松散，在降雨入渗、地震等不利因素的作用下，区内浅表层松散岩土体必将向临空面产生失稳变形破坏，其失稳方式以浅层松散岩土体的溜滑、滑塌变形为主。

（3）诱发学校后山不稳定斜坡区内岩、土体失稳变形破坏的主要原因为“5.12”特大地震和降雨入渗，持续强降雨是诱发斜坡变形的主要原因，区内的人类工程活动、风化卸荷等其它作用也可诱发斜坡变形破坏。

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