危岩稳定性计算表格-滑移式-倾倒式-坠落式(完整版)
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4.2危岩体稳定性计算及评价4.2.1计算模型目前,按照不同的标准,危岩分类系统多样,但是,从工程防治的角度按照危岩失稳类型进行分类更有价值,可将危岩概化分为滑移式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩3 类。
计算公式参考重庆市地方标准《地质灾害防治工程勘察规范》(DB50/143-XXXX)中(30)~(50)计算公式。
勘查区内主要为滑移式危岩、倾倒式危岩;当软弱结构面倾向山外,上覆盖体后缘裂隙与软弱结构面贯通,在动水压力和自重力作用下,缓慢向前滑移变形,形成滑移式危岩,其模式见图(图4.2-1);当软弱夹层形成岩腔后,上覆盖体重心发生外移,在动水压力和自重作用下,上覆盖体失去支撑,拉裂破坏向下倾倒,形成倾倒式危岩(图4.2-2)。
图4.2-1 滑移式危岩示意图图4.2-2 倾倒式危岩示意图1、滑移式危岩体计算(1)计算模型图4.2-3 滑移式危岩稳定性计算示意图(后缘无陡倾裂隙)图4.2-4 滑移式危岩稳定性计算示意图(后缘有陡倾裂隙)(2) 计算公式① 后缘无陡倾裂隙(滑面较缓)时按下式计算(cos sin )sin cos W Q U tg clK W Q θθϕθθ−−+=+ (4.2.1)式中:V ——裂隙水压力(kN/m),221w w h V γ=;w h ——裂隙充水高度(m),取裂隙深度的1/3。
w γ——取10kN/m 。
Q ——地震力(kN/m),按公式e Q W ξ=⨯确定,式中地震水平作用系数e ξ取0.05;K ——危岩稳定性系数;c ——后缘裂隙粘聚力标准值(kPa);当裂隙未贯通时,取贯通段和未贯通段粘聚力标准值按长度加权和加权平均值,未贯通段粘聚力标准值取岩石粘聚力标准值的0.4倍;φ——后缘裂隙内摩擦角标准值(kPa);当裂隙未贯通时,取贯通段和未贯通段内摩擦角标准值按长度加权和加权平均值,未贯通段内摩擦角标准值取岩石内摩擦角标准值的0.95倍;θ——软弱结构面倾角(°),外倾取正,内倾取负; W ——危岩体自重(kN/m 3)。
危岩稳定性计算4.2危岩体稳定性计算及评价 421计算模型目前,按照不同的标准,危岩分类系统多样,但是,从工程防治的角度按 照危岩失稳类型进行分类更有价值,可将危岩概化分为滑移式危岩、倾倒式危 岩和坠落式危岩3类。
计算公式参考重庆市地方标准《地质灾害防治工程勘察 规范》 (DB50/143-2003)中(30)〜(50)计算公式。
勘查区内主要为滑移式危岩、倾倒式危岩;当软弱结构面倾向山外,上覆 盖体后缘裂隙与软弱结构面贯通,在动水压力和自重力作用下,缓慢向前滑移 变形,形成滑移式危岩,其模式见图(图4.2-1);当软弱夹层形成岩腔后,上覆 盖体重心发生外移,在动水压力和自重作用下,上覆盖体失去支撑,拉裂破坏 向下倾倒,形成倾倒式危岩(图4.2 — 2)1、滑移式危岩体计算(1)计算模型图4.2 —2倾倒式危岩示意图图4.2 —1滑移式危岩示意图图4.2 - 3滑移式危岩稳定性计算示意图(后缘无陡倾裂隙)危岩后缘图4.2 - 4滑移式危岩稳定性计算示意图(后缘有陡倾裂隙)(2)计算公式①后缘无陡倾裂隙(滑面较缓)时按下式计算(W cos Qsin U )tg clW sin Q cos(4.2.1 )式中:1V ――裂隙水压力(kN/m), V - w h W ;2h w ――裂隙充水高度(m),取裂隙深度的1/3。
w ——取10kN/m=Q 地震力(kN/m),按公式Q e W确定,式中地震水平作用系数e取0.05 ;c ――后缘裂隙粘聚力标准值(kPa);当裂隙未贯通时,取贯通段和未贯通段粘聚力标准值按长度加权和加权平均值,未贯通段粘聚力标准值取岩石粘聚力标准值的0.4倍;――后缘裂隙内摩擦角标准值(kPa);当裂隙未贯通时,取贯通段和未贯通段内摩擦角标准值按长度加权和加权平均值,未贯通段内摩擦角标准值取岩石内摩擦角标准值的0.95倍;——软弱结构面倾角(°,外倾取正,内倾取负;3W ――危岩体自重(kN/m )。
附件2危岩体稳定性分析1、WY-01危岩体稳定性定量评价1计算模型从工程防治的角度按照危岩失稳类型进行分类,可将危岩概化分为滑移式危 岩、倾倒式危岩和坠落式危岩 3类。
WY-01危岩体为滑移式危岩;其软弱结构 面倾向山外,上覆盖体后缘裂隙与软弱结构面贯通, 在动水压力、地震和自重力 作用下,缓慢向前滑移变形,形成滑移式危岩,其模式见图(图3-1)。
危岩后缘2计算公式①后缘有陡倾裂隙、滑面缓倾时,滑移式危岩稳定性按下式计算:K(Wcos Qsin V sin V)tg c l K 二后缘裂隙图3-1滑移式危岩示意图ne地下水位危岩体 扬压力U危岩前缘9Wcos e : 7W轨弱结构面静水压力V=h图3-2滑移式危岩稳定性计算示意图(后缘有陡倾裂隙)Wsin 日+ Q COST+ V cos6式中:V——裂隙水压力(kN/m),,hw ――裂隙充水高度(m),取裂隙深度的1/3。
yw——取10kN/m。
Q——地震力(kN/m),按公式Q = e W确定,式中地震水平作用系数七级烈度地区e取0.075;K——危岩稳定性系数;c――后缘裂隙粘聚力标准值(kPa);当裂隙未贯通时,取贯通段和未贯通段粘聚力标准值按长度加权和加权平均值,未贯通段粘聚力标准值取岩石粘聚力标准值的0.4倍;――后缘裂隙内摩擦角标准值(kPa);当裂隙未贯通时,取贯通段和未贯通段内摩擦角标准值按长度加权和加权平均值,未贯通段内摩擦角标准值取岩石内摩擦角标准值的0.95倍;二一一软弱结构面倾角(°,外倾取正,内倾取负;W——危岩体自重(kN/m3)。
3危岩稳定性计算结果根据危岩结构特征和形态特征,②区危岩破坏模式主要为滑移式。
(1)计算参数:崩塌区出露地层为第四系崩坡积物和石炭系太原组,根据附近工程岩体参数及工程类比得出物理力学参数见表:注:由于坡表白云岩、灰岩多为强〜弱风化强卸荷岩体,其参数均参考类比相似强〜弱风化强卸荷岩体参数。
崩塌山体变形破坏模式及稳定性分析1. 崩塌灾害崩塌是指陡峻的山坡上的岩块、土体在重力作用下,发生突然的急剧的倾落运动,这里所说的崩塌灾害是指由于崩塌的发生已经或者可能对人民的生命财产安全造成危害的地质灾害,否则就是一种普通到地质现象。
崩塌多发生在大于60-70度得斜坡上。
崩塌的物质称为崩塌体。
崩塌体与坡体的分离面称为崩塌面,崩塌面往往就是倾角很大或者裂隙很深的界面,如节理、片理、劈理、层面、破碎带等。
崩塌的分类:1、崩积物崩塌:山坡上已有崩塌岩屑和沙土等物质组成的堆积,由于它们的质地很松散,当有雨水侵湿或受地震震动时,可再一次形成崩塌。
此类崩塌常发生在水易渗透和汇集的地点。
其性质是有其母岩的性质决定的,由花岗岩、变质岩、凝灰岩、泥岩形成的崩积土最易崩塌。
2、表层风化物崩塌:是在基岩表层生产的风化物的崩塌,是崖崩中常见的类型。
这是因为在表层有风化层,它与基岩之间的渗透系数不同。
在水流汇集或者地下水沿风化层下部的基岩面流动时,可引起风化层沿基岩面崩塌。
崩落的土层较浅,是一种小规模的滑动,但发生的次数最多。
大多发生在从缓变陡的斜坡变化点的地方。
3、沉积物崩塌:有些由厚层的冰积物、冲积物或火山碎屑物组成的陡坡,结构松散,按沉积时的状态形成性质不同的沉积土层,透水性和土的强度有差异,在积水的地方引起崩塌。
4、基岩崩塌:一般在坚硬的岩石的斜坡上,由于节理、层理面、断层面等方面的原因也有可能产生崩塌,在这种裂隙是沿容易崩塌的方向伸展时和在夹有粘土、泥岩等成分时容易发生崩塌。
落石属于小规模的岩石崩塌。
2. 崩塌山体变形破坏模式分析危岩体失稳方式,受多方面因素的影响。
通常失稳方式有三种,即坠落式、倾倒式和滑塌式。
根据对工作区内崩塌危岩总体形态、发育规模、基底和底界层特征和空间分布特征分析,区内危岩的失稳破坏方式以坠落、倾倒-滚落和滑移-倾倒-滚落方式居多。
滑移-倾倒式21强风化滑塌式倾倒式坠落式图3.2-1 危岩体失稳方式示意图灰 岩灰 岩灰 岩灰 岩图3-2 危岩失稳方式示意图1 坠落式受裂隙切割和下部岩腔影响,高悬于陡岩上端和岩腔顶部的危岩体,随卸荷裂隙不断加深加宽,一旦裂隙发育切割整个危岩体,使其脱离母体,危岩在重力作用下从母体突然脱离失稳产生崩塌。
表3.6-1 W1危岩体特征、稳定性评价及整治方案建议说明表位置剖面1计算受力分析图aβαbvGOHhhwh危岩照片岩性变质砂岩基座岩性变质砂岩岩层产状273°∠28°分布高程(m)861.90~857.42 危岩形态不规则块体块体规模(m)(长×高×厚)3.3×3.75×1.5 危岩体积(m3)18.56主崩方向(°)76°崩塌方式滑移式最大垂直落差(m)136.90m最大水平落距(m)95.67m控制结构面及其描述①组裂隙,产状为87°∠55°,延伸3~4m,间距0.50~2.00m,张开度20~30mm,裂面粗糙,局部粘土或碎石充填;②组裂隙,产状为200°∠76°,延伸3~5m,间距3.00~4.00m,张开度5~20cm,裂面粗糙,局部粘土或碎石充填;③岩层产状:273°∠28°④边坡坡向:75°∠70°剖面、立面图比例尺:1:10075°51'结构面赤平投影分析图NESW1234①岩层产状:273°∠28°②裂隙LX1产状:87°∠55°③裂隙LX2产状:200°∠76°④边坡坡向:75°∠70°稳定性定性分析基本稳定稳定性定量分析计算参数γ天=23.6kN/m3,γ饱和=23.8kN/m3 ,S=29.56㎡ Q=34.88 kN/m,α=70°,L=3.35m,h w=2.12m。
计算结果及稳定性分析工况1 F=1.324工况2 F=1.190工况3 F=1.268稳定性综合评价工况1 稳定工况2 欠稳定工况3 基本稳定治理措施建议清除表3.6-2 W2危岩体特征、稳定性评价及整治方案建议说明表位置剖面2计算受力分析图aβαbvGOHhhwh危岩照片岩性变质砂岩基座岩性变质砂岩岩层产状273°∠28°分布高程(m)851.12~848.29 危岩形态不规则柱状块体规模(m)(长×高×厚)3.14×4.31×1.4 危岩体积(m3)8.44主崩方向(°)123°崩塌方式倾倒式(重心在内) 最大垂直落差(m)125.32m最大水平落距(m)60.50m控制结构面及其描述①组裂隙,产状为130°∠40°,延伸3~8m,间距1.00~5.00m,张开度10~20mm,裂面粗糙,无充填;②组裂隙,产状为200°∠78°,延伸3~5m,间距3.00~4.00m,张开度5~30cm,裂面粗糙,无充填;③岩层产状:273°∠28°④边坡坡向:123°∠55°剖面、立面图比例尺:1:100123°37'结构面赤平投影分析图NESW1234①岩层产状:273°∠28°②裂隙LX1产状:130°∠40°③裂隙LX2产状:200°∠78°④边坡坡向:123°∠55°稳定性定性分析稳定稳定性定量分析计算参数γ天=23.6kN/m3,γ饱和=23.8kN/m3 ,S=2.77㎡ Q=3.27 kN/m,α=66°,β=80°,f lk=108kPa, H=3.2m,h=3.19m,a=0.58m,b=0.79m,h0=1.61m。
目前,按照不同的标准,危岩分类系统多样,但是,从工程防治的角度按照危岩失稳类型进行分类更有价值,可将危岩概化分为滑移式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩3 类。
计算公式参考重庆市地方标准《地质灾害防治工程勘察标准》 〔DB50/143-2003〕中〔30〕~〔50〕计算公式。
勘查区内主要为滑移式危岩、倾倒式危岩;-2)。
图4.2-1 滑移式危岩示意图图4.2-2 倾倒式危岩示意图1、 滑移式危岩体计算 〔1〕 计算模型图4.2-3 滑移式危岩稳定性计算示意图(后缘无陡倾裂隙) 图4.2-4 滑移式危岩稳定性计算示意图(后缘有陡倾裂隙)〔2〕 计算公式① 后缘无陡倾裂隙〔滑面较缓〕时按下式计算(cos sin )sin cos W Q U tg clK W Q θθϕθθ--+=+ 〔4.2.1〕式中:V ——裂隙水压力(kN/m),221w w h V γ=; w h ——裂隙充水高度(m),取裂隙深度的1/3。
w γ——取10kN/m 。
Q ——地震力(kN/m),按公式e Q W ξ=⨯确定,式中地震水平作用系数e ξ取0.05;K ——危岩稳定性系数;c ——后缘裂隙粘聚力标准值(kPa);当裂隙未贯穿时,取贯穿段和未贯穿段粘聚力标准值按长度加权和加权平均值,未贯穿段粘聚力标准值取岩石粘聚力标准值的0.4倍;φ——后缘裂隙内摩擦角标准值(kPa);当裂隙未贯穿时,取贯穿段和未贯穿段内摩擦角标准值按长度加权和加权平均值,未贯穿段内摩擦角标准值取岩石内摩擦角标准值的0.95倍;θ——软弱结构面倾角(°),外倾取正,内倾取负; W ——危岩体自重(kN/m 3)。
② 后缘有陡倾裂隙、滑面缓倾时,滑移式危岩稳定性按下式计算:(cos sin sin )sin cos cos W Q V U tg c lK W Q V θθθφθθθ---+⋅=++ 〔4.2.2〕式中符号同前。
2、 倾倒式危岩计算 〔1〕 计算模型图4.2-5a 倾到式危岩稳定性计算示意图〔后缘岩体抗拉强度操纵〕 图4.2-5b 倾倒式危岩稳定性计算示意图〔由底部岩体抗拉强度操纵〕〔2〕 计算公式① 危岩破坏由后缘岩体抗拉强度操纵时,按下式计算:危岩体重心在倾覆点之外时:012cos()2sin 3sin cos cos()sin 3sin cos lkw HH h bf K h H h bW a Q h V βθββθβθββθ⎡⎤-+-⎢⎥⎣⎦=⎡⎤-⋅+⋅+++-⎢⎥⎣⎦〔4.2.3〕 危岩体重心在倾覆点之内时:012cos()2sin 3sin cos cos()sin 3sin cos lk w H h H h bf W a K h H h bQ h V βθββθβθββθ⎡⎤--⋅⋅+-+⋅⎢⎥⎣⎦=⎡⎤-⋅+++-⎢⎥⎣⎦〔4.2.4〕式中:h ——后缘裂隙深度〔m 〕;w h ——后缘裂隙充水高度〔m 〕;H ——后缘裂隙上端到未贯穿段下端的垂直距离〔m 〕; a ——危岩体重心到倾覆点的水平距离〔m 〕;b ——后缘裂隙未贯穿段下端到倾覆点之间的水平距离〔m 〕; 0h ——危岩体重心到倾覆点的垂直距离(m);lk f ——危岩体抗拉强度标准值〔kPa 〕,根据岩石抗拉强度标准值乘以0.4的折减系数确定:θ——危岩体与基座接触面倾角〔°〕,外倾时取正值,内倾时取负值;β——后缘裂隙倾角〔°〕。