岩质边坡稳定性的工程地质研究
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摘要：岩质边坡稳定问题是工程地质学的一个重要研究裸题,也是工程实践中迫切要求解决的间题。但是,对这个问题的研究,无论是国内国外都在进行探讨,还没有形成一套完整的理论体系。为了推动这一方面的研究工作和解决生产实践中所提出的问题,本文试图从工程地质观点,对岩层边坡的稳定性的影响因素进行了探讨，不妥和错误之处希读者批评指正。
关键词：岩质边坡；稳定性；工程地质
Abstract: the stability of rock slope engineering geology problem is an important research topic, problem to solve urgently and in engineering practice. However, the research on this issue, both at home and abroad are discussed, but also did not form a complete theoretical system. In order to promote the research work in this area and solve the present problems in production practices, this paper attempts from the geological point of view, the factors influencing the stability of rock slope is discussed, improper and mistakes and reader criticism.
Keywords: rock slope; stability; engineering geology
中图分类号：U213.1+3 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
1引言
边坡的变形往往是及其复杂的，影响因素很多归纳起来可以分为外在因素和内在因素两个方面。
外在因素，包括风化作用，水的作用，地震及人为因素等这些因素的变化是很快的，但是它们只有通过内在因素才能对边坡的变形和破坏起作用，或者促进边坡变形的进一步加快。
内在因素，包括地貌条件、岩石性质、岩体结构面与岩体结构等。他们的变化虽然十分缓慢，但决定着岩质边坡变形的形式和规模，对其稳定性起着控制性的作用，是岩质边坡变形的先决条件。
2岩体结构与坡体结构
岩质边坡的工程地质特性与其所在岩体的工程地质特性密切相关，为了建立边坡岩体的坡体结构必须先考虑所在岩体的岩体结构特性。谷德振在20世纪就曾经提出了“岩体结构”的概念，把繁杂的岩体简化为科学的结构类型来研究，认为岩体的稳定性是由岩体结构所控制。结构面是控制荷载作用下岩体的力学影响及其作用方式的主要因素之一，所以也在一定程度上控制了工程岩体的稳定性。
坡体结构是坡面以下一定范围内的岩体，对于工程边坡则是工程活动影响范围内岩体的地质结构面和岩石结构体以不同形式的相互组合。坡体结构既具有特殊的工程地质性质，同时具有边坡所在岩体的岩体结构特征。当前，人们在建立坡体结构模型时主要考虑传统的边坡分类方法以及其岩体结构特征，这对于坡体特殊的工程地质特性是无法充分反映的。
3影响边坡稳定性的外在因素
风化作用组成边坡的地表岩体受到水文气象生物等作用，发生物理和化学风化，从而使岩质边坡的稳定性降低。实测资料说明，岩石风化越深，边坡的稳定性越差，稳定坡角越小风化作用对边坡的影响情况为：使边坡岩体的结构遭到破坏，降低岩石强度，从而使岩块松动脱落；使岩体构造裂隙进一步扩大，从而增大岩体的透水性；使岩体孔隙度增加，含水量增多，加速岩体中亲水成分软化，寒冷地区的冰劈作用及地表岩体裂隙中生长植物的根劈作用，以上作用使得岩体更加破碎或岩体结构面进一步扩大，从而减小了岩体滑动面上的法向正应力或降低岩体的阻滑力进而降低了岩质边坡的稳定性。
不同风化带对岩质边坡的稳定影响不同，整体表现为：随岩体风化作用的减弱（风化作用随着岩石的埋深增大而逐渐减弱）其边坡稳定性越来越好。当然由于岩石性质，组织结构和完整性不一，及各处的风化因素不同，因此风化带的厚度和分布状况都有极大差别，自然界的风化作用总是继续进行着的，岩石性质和边坡的稳定性在不断地恶化。
水的作用：地表水和地下水对岩质边坡的稳定性有显著影响，主要表现在冲刷作用、溶解作用、软化作用、潜蚀作用、静水压力作用、动水压力作用及浮托力作用等。
地表水冲刷河谷岸坡使斜坡变陡变高，从边坡岩体失去支撑而导致边坡失稳例如：一般水库蓄水初期，库岸坍滑极为普遍；溢洪道下游岩基在高速水流冲刷下形成冲刷坑，其发展的结果会使冲刷坑边坡不断崩落。
对于岩质边坡来说，当岩体或其中的软弱夹层亲水性较强、有易溶于水的矿物存在时，浸水后岩石或岩体结构遭到破坏，发生崩解泥化现象，从而降低岩石的抗剪强度，使阻滑力降低，造成边坡失稳。
4 .影响边坡稳定性的内在因素
地貌条件：地貌是因为地球内外的应力作用而导致的地表连绵起伏的状态。它会对岩质边坡的稳定性产生直接的影响，一般有以下几个方面：边坡失稳的基本条件是临空面，山体临空面数量越少，边坡的稳定性越好，对于边坡临空面来说，在工程地质情况相似的前提下，平面呈凹形的边坡比呈凸形的边坡稳定性好；边坡所处的地貌单元部位和边坡稳定的关系为：陡坡、陡崖、阶地前沿、河流凹岸等地带的岩质边坡稳定性较差。
岩石性质：岩石的性质主要是从以下几个方面来影响边坡的稳定性：成因不同的岩石在外部的环境相同的前提下其边坡的稳定性是不同的，具体表现为强度较低、岩质较软，抗风化能力低及浸水易软化的岩石形成的边坡稳定性很差；岩石矿物的成分不同也往往对边坡的稳定性影响也不同，例如当岩质边坡软弱夹层中的粘土矿物为高岭石和蒙脱石时边坡的稳定性则相差较大，因粘土矿物中的高岭石在浸水时表现为亲水性很弱，膨胀性较小，因而稳定性较好，相反粘土矿物中的蒙脱石在浸水时表现为亲水性很强，膨胀性较大，因而稳定性较差。
影响边坡稳定的基本因素是岩石性质的不同，所以不同岩性的岩层组成的边坡有不同的破坏形式。比如，泥岩、第三系红色页岩、二叠系煤系岩组、古老的泥质变质岩系以及裂隙粘土都是易滑坡的地层，通常情况下无法形成较高的陡立自然边坡。但是，某些质地较为坚硬的岩层（如花岗岩）组成的边坡就很容易形成高度较高的陡立自然边坡，这种类型的边坡失稳往往以崩塌为主。
结构面的倾角和倾向与边坡稳定性的关系为：当岩体稳定性控制结构面的倾向与边坡方向相同并且小于边坡角度时的稳定性较差（图1b），当岩体稳定性控制结构面的倾向与边坡方向相反且大于边坡角度时的稳定性较好（图1a）；在结构面的倾向与边坡方向相同的缓倾边坡中，结构面倾角越陡，稳定性越好（图1c的稳定性较图1b好）；结构面水平的岩层组成的边坡稳定性亦好（图1d）。
图一：岩体结构面倾角和倾向与边坡稳定性关系
结构面的组数和数量与边坡稳定性的关系为：边坡岩体所具有的切割面越多，使得边坡岩体的临空面和滑动面增多，整个边坡变形破坏的自由度变大，组成滑动块体的机会也增大，从而边坡稳定性差；边坡岩体的结构面较多时，为地下水及地表水的活动提供了较多的通道，此时，当地表水或地下水进入通道后，降低了结构面的抗剪强度，从而边坡稳定性降低；边坡岩体的结构面较多时，岩体被切割得越破碎，稳定性越差。
各种岩体结构也是影响边坡稳定性的重要因素。大型侵入岩（如花岗岩，闪长岩）一般岩性均一、坚硬完整，其岩体结构多以整体结构或块状结构为主，尽管野外常见自然边坡虽然陡峻但其稳定性较好。各种岩体在其余影响稳定的因素相同的情况下其稳定关系为：整体结构的岩体＞层状结构岩体＞网状结构岩体＞散体结构岩体。导致这一关系的主要原因为从整体结构岩体到散体结构岩体，在相同的岩体体积内岩体的结构面的组数与数量增多，从而使得整个岩质边坡的变形破坏自由度依次增大的结果。
5结束语
影响岩质边坡稳定性的因素是多种多样的。通常情况下，各处岩质边坡的变形破坏并非单一因素所至，而是以某种因素为破坏的主要原因，同时也伴随其他因素共同作用的结果，因此，对各处边坡的稳定性，应从其所处环境的控制因素出发，从而具体分析。
参考文献：
[1]顺层岩质边坡稳定性分析与防治研究.李道明.武汉理工大学。2007年硕士毕业论文
[2]基于坡体结构的岩质边坡稳定性分析.周德培；钟卫；杨涛.岩石力学与工程学报.2008年04期