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文山至天保二级公路K42+825.00~K42+977.00m段滑坡稳定性分析

2018-07-18杜健

价值工程 2018年16期
关键词:经济

杜健

摘要: 《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)已实施3年,规范中建议的滑坡稳定性分析的圆弧形滑面法由02规范的瑞典法改为现行的简化毕肖普法,现以一实例说明两者的区别。

Abstract: The "Technical Specification for Building Slope Engineering" (GB50330-2013) has been implemented for 3 years. The arc sliding surface method for slope stability analysis proposed in the specification has been changed from the Swedish law of the 02 standard to the current simplified Bishop method. An example is used to illustrate the difference between the two.

關键词: 圆弧形滑面法;瑞典法;简化毕肖普法;经济

Key words: circular arc sliding surface method;Swedish law;simplified Bishop method;economy

中图分类号:P642.22 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2018)16-0203-02

1 概述

云南省文山至麻栗坡至天保二级公路改建工程于2009年开始实施,2010年4月K42+825.00~K42+977.00m段已经开挖好的左侧路堑边坡后缘出现开裂,坡体变形下滑。2010年5月进行了勘察,并按瑞典法进行分析评价,提交了成果,由重庆交通设计研究院进行了设计,从滑坡治理至今已5年,该滑坡未再活动。

2 滑坡特征

2.1 自然地理环境条件

K42+825.00~K42+977.00m滑坡位于文山市追粟街乡东北约3km,原文天公路旁。

勘察场地属亚热带气候,冬无霜冻,夏季炎热,每年6~9月为当地雨汛节令,多年平均降水量1062mm,月最大降水量215.7mm,年均气温17.6℃。

场地处于斜坡地带,滑坡区内发现多处泉水(井)点,水量小。

2.2 地质环境条件

勘察区地貌为一斜坡地形,总体东侧高、西侧低,斜坡自然坡度角20~30°,坡向为198°。滑坡前缘为公路左侧位置,地面高程为1408.50~1412.00m,滑坡后缘地面高程为1438.00~1440.00m,相对高差约为30.00m,地势起伏较大。场地地貌上为构造剥蚀中山地貌形态。

勘察场地位于文山—麻粟坡北东向断裂附近,该断裂带为“青藏滇缅印尼歹字型构造体系”中部的分支断裂带,规模宏伟。该断裂带沿310°~320°方向延伸,全长150km以上,由数条断裂组成的复杂断裂带,最大宽度可达10km,断裂面倾角多在60°以上,属压扭性构造。

勘察场地内地表下30.40m深度范围内,边坡的地层主要由第四系残坡积含砾粉质黏土、碎石及泥盆系下统翠峰山组强风化粉砂质页岩组成。

勘察场地内地下水主要赋存于第四系残坡积碎石土层及下伏基岩节理和裂隙中,主要接受大气降水补给,勘察期间地下水位埋藏较浅,一般在0~19.80左右。地下水类型属HCO-3-SO42--Cl--Ca2+-Mg2+型水。地下水对混凝土有弱酸性腐蚀。

根据中国地震动峰值加速度区划图,勘察场地所处地段抗震烈度7度,设计基本地震加速度值为0.10g,地震特征周期为0.35s。

2.3 滑坡范围及边界的确定

据调查:滑坡在平面形态呈“圆椅状”,纵向上为斜坡地形,总体北高南低。滑坡后缘边界距公路中线约60.00m,变形开裂痕迹明显,高程为1440.00m左右;前缘剪出位置位于公路左侧边坡中部一带,高程为1415.00m左右;滑坡坡顶与坡脚相对高差约25.00m。滑坡左右两侧裂缝不明显。滑坡左右两侧以裂缝为边,(西侧)桩号K42+825,(东侧)桩号K42+977。滑坡纵向平均长约90.00m,横向平均宽度约157.00m,平面面积约10100.00m2,平均厚度约为6.70m,体积约为6.767×104m3,属中型滑坡。滑坡性质为牵引式滑坡。滑动方向约188°。

2.4 滑坡体的物质组成及结构特征

据地面调查和勘探揭露,滑坡滑体为古滑坡堆积体上的含砾粉质黏土、角砾,潜在滑面(带)多为碎石与基岩表面上的软弱夹层。滑体厚度4.20~10.40m。滑床后缘部分为古滑坡体碎石土层,前缘及中段大部分为页岩、粉砂质页岩。页岩表层遇水易软化,对滑坡体稳定极为不利。滑床后缘陡,中段、前缘缓。

2.5 滑坡体的变形特征

滑坡原地貌为一斜坡地形,斜坡自然坡度角20°~30°,坡向188°,新建公路从斜坡前缘通过,据访问当地居民,该斜坡施工以前为一古滑坡,原公路修建后,曾多次滑动,在原公路修建上挡墙后基本稳定。

2010年1月~2010年4月,K42+825.00~K42+977.00m段斜坡前缘开挖较陡,斜坡上部在重力作用下滑移失稳,勘察期间对滑坡体进行地表工程地质测绘发现:滑坡变形主要集中在后缘、前缘,滑坡中部变形较小,后缘出现多条张拉裂缝,裂缝长约10.0~50.0m,宽约0.05~0.40m,两侧高差为0.2~0.5m,具体位置详见平面图,综合上述说明,该滑坡体目前在非暴雨期间整体处于基本稳定状态,暴雨期间处于欠稳定状态,表明在雨季处于强变形阶段。

2.6 滑坡成因及其危害

组成滑体的粘性土吸水性强,遇水易软化,下伏页岩透水性弱,雨季大气降水入渗至岩土接触部位受阻滞留,对接触带附近的岩土长时间浸泡使接触带力学强度降低。

大气降水是诱发斜坡变形的最不利外部影响因素。大气降水同滑坡有很好的相性,大量的地表水下渗,增大土体的重度,最终导致斜坡土体在自身重力作用下,沿着软弱带向下运动,形成滑坡,并最终滑移失稳。滑移失稳过后,使滑坡体达到了新的平衡,天然工况条件下整体处于稳定状态,在暴雨等不利工况条件下处于欠稳定状态。

勘察区第四系堆积层分布广,厚度变化大,地形坡度变化大,加之地区气候湿润,降水丰富,决定了该地区是地质灾害的高易发区。该滑坡体目前处于暂时基本稳定状态。如再次持续降暴雨导致滑坡复活可能性极大,整体下滑,势必严重影响公路的施工进度建设,故应提前对该滑坡体进行治理。

3 滑坡体稳定性分析

3.1 滑坡岩土物理力学性质

勘察在钻孔内采取了低液限黏土做土常规及剪切试验。黏土天然密度:2.03g/cm3,滑带土的抗剪强度参数取值如下:天然状态C=5.50kPa,=22°;饱和状态C=5.00kPa,=20.50°。因滑坡主要由角砾组成,滑面上的碎石含量亦较高,故最终确定的值较土工试验的值要大。

3.2 滑坡体稳定性分析

3.2.1 经典瑞典条分法及成果

滑坡体物质组成主要为含砾粉质黏土,滑面为软弱层(带)及岩土接触界面,呈折线形,采用圆弧形滑动面计算滑坡稳定性及极限平衡理论的折线型滑动面的传递系数法对滑坡进行剩余下滑力计算。成果见表1。

3.2.2 简化毕肖普法及成果

根据《建筑边坡工程规范》(GB50330-2013),采用圓弧形滑动面计算滑坡稳定性及极限平衡理论的折线型滑动面的传递系数法对滑坡进行剩余下滑力计算。成果见表2。

4 两种滑坡分析法比较

①两种方法所得结果比较吻合滑坡现状:滑坡体在天然状态及工程状态下处于稳定状态;在工程开挖工况及暴雨工况条件下处于基本稳定状态-蠕动变形的状态;在工程开挖工况及地震工况条件下处于欠稳定状态。

②瑞典法未考虑条块之间力的关系,计算较简单,稳定系数偏小,剩余下滑力偏大。

③简化毕肖普法在国内外广泛应用,说明该方法有较高的准确度,且计算剩余下滑力较瑞典法小,可节省治理滑坡的费用,更经济适用。

④《建筑边坡工程规范》(GB50330-2013)圆弧形滑动面计算滑坡稳定性用简化毕肖普法取代瑞典法是合适的。

⑤简化毕肖普法是摩根斯坦-普赖斯顿法的简化,摩根斯坦-普赖斯顿法是采用数值计算分析,满足所有静力平衡条件,是一种严格方法,是我国水利部门推荐采用的方法。

参考文献:

[1]马启和,王瑞荣,吴银亮.某高速公路岩土质边坡稳定性分析及其防治措施[J].铁道建筑,2012(10).

[2]饶振兴,康春景,翟洪涛.基于CSMR法的高速公路边坡稳定性研究[J].河南科技,2016(17).

[3]刘鹏,周海旺.基于强度折减法的边坡稳定性分析与处治技术[J].黑龙江交通科技,2015(12).

[4]戴旺.公路边坡稳定性分区研究[J].中国西部科技,2011(06).

[5]涂美珍,张正雄,任超.公路边坡稳定性分析与防护方法综述[J].西部交通科技,2015(07).

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