缓倾层状高边坡变形特性及稳定性分析

缓倾层状高边坡变形特性及稳定性分析
任海军1，童克强1，张可能2
(1.长江科学院监理公司，湖北武汉430010；2.中南大学地学与环境工程学院，湖南长沙410083)
[摘要]缓倾层状高边坡的工程特性及破坏机理直接影响边坡的稳定性，结合董箐水电站缓倾层状高边坡的设计、施工过程和变形监测，进一步探讨此类边坡的安全稳定性评价，同时对高边坡治理提出如下建议：①缓倾层状高边坡开挖过程中应加强对坡脚的保护，岩层切脚前应尽可能完成上部边坡的浅层支护。随着开挖边坡高度的增加，深层支护应及时跟上。②缓倾层状高边坡应加强开挖过程中的边坡安全稳定监测，应根据监测结果调整边坡的开挖和支护方案。③地质勘察应注重于地下水和层间软弱夹层的评价，施工期应尽量减少爆破对边坡的影响。

内容摘抄：

1缓倾层状高边坡的工程特性
从岩体结构的观点看，岩质边坡可分为层状结构边坡、块状结构边坡、碎裂结构边坡3大类型，其中层状岩质边坡最为常见。综合岩层产状和边坡的走向与倾向、坡角的空间几何关系，可将层状岩质边坡分为缓倾层状边坡、陡倾层状边坡、反倾层状边坡、竖向层状边坡。缓倾层状边坡是指岩层走向和倾向基本与边坡面走向和倾向一致，岩层倾角小于或等于边坡角的一类边坡。陡倾层状边坡则是岩层倾角大于边坡角的一类边坡。缓倾层状边坡和陡倾层状边坡通常称为顺向边坡。反倾层状边坡是指岩层倾向与边坡倾向相反，两者走向接近一致的一类边坡，通常称为逆向坡。竖向层状边坡是指边坡的走向和岩层的走向交角较大的一类边坡，此类边坡的稳定性好于前3者。
2缓倾层状高边坡的破坏机理
由于缓倾层状高边坡岩体倾角小于坡角，岩层走向和倾向基本与边坡面走向和倾向一致，边坡开挖后，作用在软弱层面上的垂直力与水平力将发生作用。首先是水平应力释放，岩体松弛，出现水平位移。随着时间延长，水平应力逐渐减小，垂直力在层面上作用逐渐增强。在长期的重力荷载作用下，边坡将发生沿层面的剪切蠕变，如剪力超过层面的长期剪切强度时，边坡将发生不稳定蠕变，经过初始衰减蠕变、等速蠕变，最后达到加速蠕变出现顺层滑移破坏。因此，缓倾层状高边坡岩体的破坏多以顺层滑动为主，研究表明，层状岩体的变形破坏与层面倾角有很大关系。根据层状岩体单轴抗压强度与层面倾角的关系曲线（见图1），随着层面倾角的增大岩体强度越来越低，并在50°~70°出现最低值[2-4]。

3影响缓倾层状高边坡稳定的因素
缓倾层状岩质边坡失稳与滑裂面抗剪参数和地下水荷载有很大的关系，研究表明9，层状岩质边坡中裂隙水的分布呈多层网络流，影响裂隙水滲流变化的主要是降雨人渗。考虑外水压力基础上，引入水力折减系数，边坡稳定安全系数的表达式1：（略）

4缓倾层状高边坡的变形监测及稳定性分析
4.1工程概况
董箐水电站位于镇宁县与贞丰县交界的北盘江上，距河口102km。该电站为（茅口以下）梯级的第3个电站，其上游为马马崖水电站，下游为龙滩电站。该电站以发电为主，兼顾其他效益，电站装机4台，总装机容量880MW。发电厂房为坝后式地面厂房，主厂房长137.0m、宽25.5m、高67.7m,机组安装高程360.15m。

(略)

投稿会员：可爱莹