边坡的破坏类型
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公路路基边坡破坏形式及防护措施一、路基边坡破坏表现形式及成因(一)路基边坡破坏主要表现为边坡坡面及坡脚的冲刷。
坡面冲刷主要来自大气降水对边坡的直接冲刷和坡面径流的冲刷,使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟,冲沟不断发展最终导致边坡破坏,进一步造成路面塌陷,直接影响了行车的安全。
沿河路堤及修筑在河滩上滞洪区内的路堤。
还要受到洪水的威胁,这种威胁表现为直接冲毁路堤坡脚,导致边坡破坏。
边坡破坏还与路基填料的性质,路基高度,路基压实度有关。
一般来说,砂性土路基边坡较粘性土边坡易于遭受冲刷而破坏;较高的路基边坡比较低的路基边坡更容易遭受坡面流水冲刷;压实度较好的边坡比压实度差的边坡更耐冲刷。
冲刷破坏一般发生在较缓的土质边坡上,如砂型土边坡,亚粘性土边坡,黄土边坡等。
在日常大气降水和风化作用下,沿坡面径流方向形成许多水冲沟,如平常不注意养护或养护不到位,日积月累将逐年扩大。
加上冬季积雪,造成坡脚湿软,路基强度降低,上部土体失去支撑,最终发生破坏。
同时,高速公路行驶的汽车溅起的雨雪水,也会冲刷坡脚。
因此,对土质路基来说,边坡坡脚是边坡的最薄弱环节。
应加强养护。
(二)路基边坡坍塌一般分为三类;滑动型、落石型、流动型坍塌。
这三类情况可单独存在,也可同时在一种情况中出现。
滑动型坍塌,在路基挖方段,尤其在深挖石质地段,由于岩层在外力的作用下剪断,沿层间软石发生顺层滑动,造成坍塌。
施工爆破开挖破坏了原来岩体的稳定性。
当基岩上有岩屑层、岩堆等松散堆积物时,堆积物也易沿岩层的层理面、节理面或断面层发生坍塌。
落石型坍塌,一般指较陡的岩石边坡,易产生落石的岩石必然是节理、层里、断层影响下裂隙发育,被大小不一的裂面分割成软弱的短块。
裂隙张开的程度,肉眼看不出来,在平常的养护中,也很难发现。
由于渗水,反复冻融,造成长时间的微小移动,裂缝逐渐扩大。
在夏季,雨水会经常充满裂缝,产生侧向静水压力作用。
最终造成坍塌。
一般裂隙发育岩体、硬岩下卧软弱层,更易发生落石现象,此类破坏形式,对行车安全构成很大威胁,必须严格控制。
边坡工程地质问题边坡是自然或人工形成的斜坡,是人类工程活动中最基本的地质环境之一,也是工程建设中最常见的工程形式。
斜坡的形成,使岩土体内部原有应力状态发生变化,出现坡体应力重新分布,主应力方向改变,应力又产生集中;而且,其应力状态在各种自然营力及工程影响下,随着斜坡演变而又不断变化,使斜坡岩土体发生不同形式的变形与破坏。
不稳定的天然胁迫和人工边坡,在岩土体重力、水及震动力以及其它因素作用下,常常发生危害性的变形与破坏,导致交通中断、江河堵塞,塘库淤填,甚至酿成巨大灾害。
根据组成边坡的主体材料不同,边坡可分为土质边坡和岩质边坡两种,而这两者主体材料的结构、性质差别很大,其存在的工程地质问题也不相同,需要分开进行研究。
边坡的稳定是一个比较复杂的问题,影响边坡稳定性的因素较多,简单归纳起来有边坡体自身材料的物理力学性质、边坡的形状和尺寸、边坡的工作条件及边坡的加固措施等几个方面。
一、岩质边坡工程地质问题(一)岩体结构及稳定性分析方法(6)边坡处于强震区或邻近地段,采用大爆破施工。
采用工程地质类比法选取的经验值(如坡角、计算参数等)仅能用于地质条件简单的中、小型边坡。
(三)岩体稳定的结构分析—赤平极射投影图法岩体的破坏,往往是一部分不稳定的结构体沿着某些结构面拉开,并沿着另一些结构面向着一定的临空面滑移的结果。
这就揭示了岩体稳定性破坏所必需具备的边界条件(切割面、滑动面和临空面)。
所以,通过对岩体结构要素结构面和结构体分析,明确岩体滑移的边界条件是否具备,就可以对岩体的稳定性作出判断。
这就是岩体稳定的结构分析的基本内容和实质。
而赤平极射投影图法就是岩体稳定的结构分析的方法。
1.作图方法:以最基本的面结构面的产状为例作如下简单介绍。
如已测得两结构面产状如表1-3表1-3 结构面产状表结构面走向倾向倾角J1 N30°E SE 40°J2 N20°W NE 60°作此两结构面的赤平极射投影图,并求其交线的倾向和倾角。
1.2 影响边坡稳定的因素影响边坡稳定的因素有:岩土性质、岩体结构、水的作用、风化作用、地震、地应力、地形地貌及人为因素等。
1.岩土性质岩土的成因类型、组成的矿物成分、岩土结构和强度等是决定边坡稳定性的重要因素。
由坚硬(密实)、矿物稳定、抗风化性好、强度较高的岩土构成的边坡,其稳定性一般较好。
反之就较差。
2.岩体结构岩体的结构类型、结构面性状及其与坡面的关系是岩质边坡稳定的控制因素。
3.水的作用水的渗入使岩土体质量增大,岩土因被软化而抗剪强度降低,并使孔(裂)隙水压力升高;地下水的渗流将对岩土体产生动水力,水位的升高将产生浮托力;地表水对岸坡的侵蚀使其失去侧向或底部支撑等,这些都对边坡的稳定不利。
4.风化作用风化作用使岩土体的裂隙增多、扩大,透水性增加,抗剪强度降低。
5.地形地貌临空面的存在以及边坡的高度、坡度等都是直接与边坡稳定有关的因素。
平面上呈凹形的边坡较呈凸形的稳定。
6.地震地震使边坡岩土体的剪应力增大、抗剪强度降低。
7.地应力开挖边坡使坡体内岩土的初始应力状态改变,坡脚附近出现剪应力集中带,坡顶和坡面的一些部位可能出现张应力区。
在新构造运动强烈的地区,开挖边坡能使岩体中的残余构造应力释放,可直接引起边坡的变形破坏。
8.人为因素边坡不合理的设计、开挖或加载,大量施工用水的渗入及爆破等都能造成边坡失稳。
岩质边坡破坏类型表1-3一、工程地质类比法该法是将已有的天然边坡或人工边坡的研究经验(包括稳定的或破坏的),用于新研究边坡的稳定性分析,如坡角或计算参数的取值、边坡的处理措施等。
类比法具有经验性和地区性的特点,应用时必须全面分析已有边坡与新研究边坡两者之间的地貌、地层岩性、结构、水文地质、自然环境、变形主导因素及发育阶段等方面的相似性和差异性,同时还应考虑工程的规模、类型及其对边坡的特殊要求等。
2.4 边坡容许安全系数 在边坡稳定分析中,从岩土的强度指标到计算方法,很多因素都无法准确确定。
因此如果计算得到的安全系数等于1或稍大于1,并不表示边坡的稳定性能得到可靠的保证。
分析边坡工程的破坏形式及其防治措施在山区或沿海丘陵地区,公路工程在建设过程中,经常遇到岩质高边坡的问题,需要切实保证边坡工程的质量,避免其对于公路运营安全性的影响。
但是,当前形式下,公路边坡工程受各种因素的影响,容易出现破坏和病害,从而使得整个公路的可靠性和安全性受到影响。
因此,需要采取必要的措施,对其进行防治,保障公路的运营安全。
1 边坡工程的破坏形式对于公路的边坡工程而言,其破坏形式是多种多样的,主要是由边坡自身的岩土体结构和性质所决定的。
一般情况下,公路边坡可以分为土质边坡和岩质边坡两种。
土质边坡一般分布在平原、河流沿岸和沿海地区,相对较为广泛,而其土层的结构使得其稳定性相对较差,容易受到外因或内力作用的影响,产生破坏,其基本破坏形式是滑坡,包括直线型滑动和圆弧形滑动;岩质边坡主要分布在山区,相对于土质边坡而言,其强度更高,稳定性也更好,但是受岩石类型、结构、岩层走向以及应力作用的影响,同样会产生破坏,其基本的破坏形式是崩塌和错落,包括圆弧破坏、平面破坏等。
2 边坡工程的病害类型2.1 风化风化,是指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化,从而在原地形成松散堆积物的全过程。
对于边坡工程而言,风化剥落可以说是最为常见的病害类型,其病害程度受岩石质地的影响,如果质地相对坚硬,则剥落缓慢,反之,则剥落迅速,更加严重。
通常情况下,风化剥落病害对于公路的安全并没有太大的影响,但是如果没有及时进行处理,使得风化程度不断加深,会导致边坡岩体遭到严重破坏,最终影响公路的稳定性和行车安全。
2.2 滑坡滑坡,是指边坡的局部稳定性遭到破坏,在重力和公路承载力的共同作用下,岩体或其他碎屑会沿一个或多个破裂滑动面,向下做整体滑动行为。
产生滑坡的原因不仅仅是重力作用,还包括地下水和人为活动的影响。
一般情况下,滑坡需要经过蠕动变形、滑动破坏以及稳定三个阶段,滑动速度较慢,但是也不排除高速滑动的现象。
公路边坡病害及其治理措施一、公路边坡病害边坡病害基本上可以归纳为崩塌、滑坡、错落和坍塌等四种类型。
其不同类型的病害,虽然影响因素基本相同,但破坏特征却大相径庭。
(一)边坡崩塌病害大量的岩土从高的陡斜坡上,以垂直的、高速的方式向下崩落,一旦碰撞到地面,便发生翻滚、跳跃,完整岩体顿时破碎成碎石,成堆状形态,堆落在边坡下面。
(二)边坡滑坡病害位于斜坡上的岩土,在重力作用下,由于种种原因改变了坡体内一定部位的软弱带(或面)中应力状态,或因水和其他物理化学作用降低其强度,或因振动或其他作用破坏其结构,当应力大于自身强度时则产生剪切破坏,其上岩土失去稳定,从而导致整体或分几大块向前滑动。
(三)边坡错落病害在突出(或具有带状平台)的坡体内,如果底部有一层松软而破碎的岩土组成有一定的厚度,且向外缓倾或向山缓倾的软弱垫层,产生以软弱垫层压缩为主而微向临空移动的现象称为错落。
(四)边坡坍塌病害边坡体一定范围的岩土,由于雨雪水和上层滞水等活动,或由于受振动、侧向卸荷、坡面加载或四季时干时湿等因素的影响,特别是雨季中或融雪后受湿的岩土自重增大,且强度降低,使岩土的结合密实度变化,其密实度不能支持旱季中斜坡的陡度而塌坡,塌至与其相适应的坡率为止的一种变形现象。
二、公路边坡病害治理原则对于高陡边坡的病害,一旦发生,应立即进行处理。
尤其是高速公路建设,只要发生大的病害,往往就会形成病害,因此必须增加边坡的稳定系数,采取积极稳妥的防治措施,做好维护工作。
一般遇到公路边坡病害的治理工作,都需要精心进行设计,并在事先做好防范工作。
设置合适的边坡防护工程,注意防水和排水,最重要的是对河堤以及河渠水的冲刷与浸泡做好监控管理工作,总之使边坡处于安全稳定的环境中。
另外,对于已经出现病害的地方,需要做好测绘工作,布置一些试验病害机理工作,并作出正确的判断,对症下药,有的还应依据病害的严重程度进行区分治理,方可达到预期的效果。
三、公路边坡病害治理针对不同的边坡病害状况,采取“对症下药”的办法进行治理。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
边坡的破坏类型
一、边坡岩体的破坏类型露天矿开采会破坏岩体的稳定状态,使边坡岩体发生变形破坏。
边坡破坏的形式主要有崩落、散落、倾倒坍塌和滑动等。
边
坡岩体的破坏类型按破坏机理可分为四类,如图1 所示:
图1 一边坡岩体的被坏类型(一)平面破坏图(a)边坡沿某一主要结构面
如层面、节理或断层面发生滑动,其滑动线为直线。
(二)楔体破坏图(b)在边坡岩体中有两组或两组以上结构面与边坡相交,将岩体相互交切成楔形体
而发生破坏。
(三)圆弧形破坏图(c)边坡岩体在破坏时其滑动面呈回弧状下滑破坏。
(四)倾倒破坏图(d)当岩体中结构面或层面很陡时,每个单层弱面在重力形成的力矩作用下向自由空间变形。
二、边坡岩体的滑动速度和破坏规模当边坡岩体发生滑动破坏时,由于受各种因素和条件的影响,其滑动的速度是各不相同的。
有的滑动破坏是瞬间发生的,而有的滑动破坏是缓慢的,在一段时间内完成整个破坏过程。
分析边坡岩体破坏时的滑动速度大小,对预防矿山事故是非常重要的。
按照边坡岩体的滑动速度,边坡岩体的滑
动破坏可分为四种类型:①场动滑动:边坡岩体平均滑动速度小于10-5
m/s。
②慢速滑动:滑动速度在10-5 m/s~10-2m/s。
③快速滑动:滑动速度在0. 01m/s~1.0m/s。
④高速滑动:滑动速度大于1.0m/s。
露天矿边坡岩体发生破坏时所产生的后果不但取决于其破坏的类型、破坏的速度,还取决于破坏
的规模即下滑岩体体积的大小和滑动岩体的范围。
边坡岩体的破坏规模可分为
四种类型:①小型滑落:滑落的岩体体积在1 万立方米以下。
②中型滑落:滑
落的岩体体积一般在1~10 万立方米。
③大型破坏:滑落的岩体体积一般在10~100 万立方米。
④巨型滑落:滑落的岩体体积一般在100 万立方米以上。
边坡破坏型式,破坏岩体的滑动速度,破坏规模三个要素在每次边坡破坏过程。