公路边坡崩塌危岩体稳定性评价
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１ ℃ ，极 端最 高气 温 ４ ℃ ，极 端 最 低 气温 ．．＂ ８ ２ ８ Ｃ。由此 可 见 ， ９ 该 地 区 的 自然 条 件将 加 剧 崩 塌 危 岩 体 朝 不 稳 定 状 态 发 展 。
由图 ２可知该处边坡共发育 ３组优势结构面 。 裂隙 １ 与 裂隙 ２相交切割于坡面 同侧 ，倾角 （ ２ ）小于坡角 （ ８ ） ７。 ７。， 构成不稳定结构，易形成楔形滑移或倾倒破坏 ；裂 隙 ２与裂 隙 ３相交切割于坡面 同侧 ，倾角 （ ｏ ８ ）近乎水平，且远小于 坡角 （ ８ ） ７。 ，构成较不稳 定结构 ，易在扰 动条件下产生楔形
，
前缘 临空 ， 度 ＜４ 。 坡 面较 平 ， 坡 ５， 岸坡 植被 发育 。 岩 体结 构较 碎 ，不连 续结 构面 少 ， 岩体 结构 完整 ，不连 续结 构面 少， 风 化裂 隙较 少 。 土体 无 明显变 形 无风 化 、 裂隙 发 育 。岸坡 土 堆较 岩 迹象 有不 规则 小裂 缝 。 密实 ，无 裂缝变 形 。
倾倒式崩塌 的计算模型如 图 ３所示 。从图中可以看 出， 不稳定岩体的上下各部分和稳定岩体之间均有裂隙分开。 一
旦发生倾倒 ，将发 生转动 。在稳定性检算 时，考虑各种 可能
倾倒 式 破坏 倾倒 式破 坏
倾倒 式 破坏
Ｂ１ Ｔ Ｂ２ Ｔ
Ｂ ３ Ｔ
稳定 性较 差 稳定 性较 差
需进行稳定性分析 ，防止发生崩塌地质灾害。 该高 陡边坡岩性组成较为单一，分述如下：（ ）前震旦 １
系 崆岭群变质岩 （ ｔｍ ，以灰绿色 片麻岩为主 ，鳞片结构， Ｐ２ ） ｌ 片麻状构造 ；（ ）第四系洪坡积层 （ ｌ１，主要岩性为碎石 ２ Ｑｄ ｐ） 土，以全风 化的片麻岩为主要物质来源 。砾石多呈棱角状 、 粒径不均一，结构松 散，强度较低 。 该地区属亚热带大 陆性季风气候 ，气候温 暖湿润 ，光照 充足，雨量充沛，年 平均 降雨量 为 １ ３． ４ ９ ｍｍ；年 平均气温 ２
工况二 （ 天然状态＋ 降雨、融雪 ） ：考虑气候条件，假定崩塌 危岩体 的后缘裂 隙被水充满 ， 其余力学参数采用试验值参数
基 础 上 进 行 一 定 的折 减 ；（ ）工 况 三 （ 然 状 态 十 雨 、 融 ３ 天 降
性，力学参数采用试验值参数基础上进行一定 的折减 ；（ ） ２
（ 下转第 ２ ５页 ）
（ ｍ）
５
１ ０ １ ０
ｆｋ ｉ
ｆＰ ） ｌ ａ ｒ
１ ０ ６ｌ
ｌ１ ６ ０ ｌ ０ ６ｌ
Ｂ
（） 。
．０ ２
．５ １ ．０ １
∥
（Ｎ ｍ） ｋ／
２０ ８０
２０ ８０ ２０ ８ ０
（ ｍ）
２ ０
２ １ ２ ０
（ ｍ）
３ ０
３ ２ ３ ０
危岩体形成的地质灾害问题 日益 凸显【。如何针对具体工程
实例 中的崩塌 危岩体进行 稳定性计 算与分析业 已成 为地 质 灾害研究领域的重要 问题之一Ｉ。
２ 工程 概 况
某公路边坡坡面面积 ３０ ｍ２ ０ ０ ，由于岩体遭 受风化作用严
重 ，目前处于较不稳定状态 ，威胁到下方公路行车安全 ，亟
中国西部科技
２１ ０ ２年 ０ ４月第 １ １卷第 ０ ４期总 第 ２ ３期 ７
表 ２ 崩 塌稳 定性 定性 判别 方法 环 境条 件 稳 定性 差 前 缘 临空
，
稳 定性较 差 坡度 ＞４ 。 面不平 。 ５， 坡
稳 定性 好
地形地 貌 前 缘 临空甚 至三 面 临空 ，坡 度 ＞５。 ５， 出现“ 鹰咀 ” ，顶 底 崖 高 差 ＞３ ｍ， 面起伏 不 平，上 陡 下缓 。 ０ 坡 岩 性软 硬相 间，岩 土 体结 构松 散破 碎 ，裂 缝裂 隙 发育 切 地质 结构 割 深 形成 了不 稳定 的 结构体 ，不 连续 结构 面 。
中国西部科 技
２１ ０ ２年 Ｏ ４月第 １ １卷第 ０ 期 总第 ２ ３期 ４ ７
２ ５
面， 但是现在 国内 ９ ％左右 的盾 构机 任然 依赖进 口或合作制 ５ 造，所以我们要从 日本的发展前沿中看到方向，加 快研发力 度 ，早 日实现系统化和产业化 ，朝盾构机 的机械 自动化 、智
体 。危岩体发育特征如表 １ 所示，边坡主要裂 隙发育情况与
边 坡 坡 面 几 何 关 系如 图 １ 图 ２所 示 。 与
由图 １ 可知该区内主要发育 ３组节理裂 隙。 ｌ顺 坡向， Ｌ，
等作用下与母岩逐渐分 离，稳定性较差的岩体【 由危岩体 ” 。
形成的崩塌灾害可对水电站 、公路 、铁路等工程建设和设施 运营造成 巨大威胁，尤其在 山岭地 区进行工程活动时，崩塌
．
『 － ｈ Ⅳ－ ｗ －
ｂ …ｆ 一 、 ］
式中：ｈ为后缘裂 隙深度 （ ；ｈ ｍ） 为后缘裂隙充水高度 （ ； 为后缘裂隙上端到未贯通 段下端的垂直距离 （ ； ｍ） Ｈ ｍ） ａ为危岩体重心到倾覆 点的水平距离 （ ；ｂ为后缘裂隙未 ｍ）
贯 通 段 下 端 到 倾 覆 点 之 间 的水 平 距 离 （ ；ｈ 危 岩 体 重 ｍ） 为
心到倾覆点 的垂 直距 离 （ ； ｍ）
为危岩体抗 拉强度 标准值
（ Ｐ ）根据岩石抗拉强度标准值乘 以 ０４的折减系数确定； ｋ ａ， ． 为危岩体与基座 接触 面倾 角 （ ） 。 ，外倾时取 正值 ，内倾时
取 负值 ； 为后 缘 裂 隙倾 角 （ ） ｏ ； 为 危 岩 体 自重 （Ｎ／ ； ｋ ｍ） ３ ２ 崩 塌 危 岩 体 稳 定性 定 量评 价 ．
３ ２
工程 技术
公路边坡崩塌危岩体稳 定性评价
周 威 丁正林
（ 中交第二公路勘察设 计研 究院有 限公 司，湖北 武汉 ４０５ ） ３０２
摘 要 ：崩塌危岩体造成的地质 灾害问题 日益 凸显 。针对这一 问题 ，本 文以公路边坡崩塌危岩体 为工程 实例 ，采用定性分析
（ 赤平极射投影 、 极点等 密度投影 ） 与定量分析 （ 数值计算 ） 相结合的方法，对其在各工况下的稳定性进行评价与对 比， 从
能化方向发展。
参 考文 献 ：
５ ０种 的管片被开发和投入实 际使用 。
２ ３ 二 次衬 砌 ．２ ．
盾构隧道里 的二次衬砌 ，是对 隧道 的曲面修 正、防水 、 防火 、为初 次衬砌 的表面 精加 工、预 留强度 。在 污水管道里 二次衬砌是非常重要 ， 隧道里层 的表面修正获得合适 的粗糙 度是十分必要 的。 地下行道和 电缆管道 的箱体 内一般不做二 次衬砌 ，这是 由于盾构挖掘隧道 的准确度和 防水性都很好 。 但作者不赞成取消二次衬砌 ，因为隧道里有 了二次衬砌 防水 可达到 ４ 年 ， Ｏ 而没有二次衬砌 的隧道只有 ２ 年 的防水功能。 Ｏ
为后缘裂隙水压力，按规范选取有 Ｙ ０ ｗｗ，其中 ｒ － ． Ｙ ２ ５
为水 的重度， Ｙ ＝ ０ Ｎ／ ；Ｑ 为地 震力 （ Ｎ ｍ） ｗ １ｋ ｍ ｋ ／ ，按规范
选取有 ，其 中系数 按岩 质边坡条件取 ００ 。 ．５ 通过 室内物 理力学试验 与现场地质调查 ， 各崩塌危岩体
稳 定性较 差
稳定 性较 差 稳定 性较 差
稳 定 性差
的附加力的最不利组合 。 在进行倾倒式危岩体稳定性计算，当 由后缘岩体抗拉强 度控制时 ，且危岩体重心在倾覆点之 内时，按下式计算 ：
肌
Ｆ ＝
，、 ．
ｓ ｆ ３ｓ ｆ ＣＳＴ ～ … ～ ｉｌ ｉｌ ｎ ｎ Ｏ ｔ… ｔ
模 型 进 行 验 算 【。
表 ４ 倾 倒式 危岩 体计 算参 数表 稳 定性 计算 参数 取值 崩 塌 危岩 体
编 号
ＢＴｌ
ＢＴ２ ＢＴ３
Ｈ
（ ｍ）
２ ０
２ ２ ２ ５
ａ
（ ｍ）
１
１５ ． １５ ．
６
（ ｍ）
５
８ ６
力 。
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．
一一 一
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图 １ 裂隙极 点等 密度 投影 图
图 ２ 裂 隙与边 坡坡 面赤 平投影 图
（） 。
６ ０
６ ５ ５ ０
（Ｎ ｍ ｋ／）
２ ０ ００
２ ０ ２ ５ ２ ０ ０ ０
计算 的工况状态 分为三类 ，即天然状态 、天然状态＋ 降 雨 （ 融雪 ） 、天然状态＋ 降雨 （ 融雪 ）＋ 震。具体如下： 地 （ ）工况一 （ １ 天然状态 ） ：危岩体在 自重作用下的稳定
，
一
水 文气 象 雨 水充 沛 ，气温 变 化大 ，昼夜温 差 明显 。或有地 表 径流 、 存 在大 河 流流经 坡 角 暴 雨引 发 因素 其 水 流急 ，水位 变 幅大 ，属侵 蚀 岸 人 为破 坏严 重 ，岸 坡无 护坡 。人 工边坡 坡 度 ＞６。 ０ ，岩 体 修 路 等 工 程 开 挖 形 成 软 弱基 座 陡 人 类 活动 崖 结 构破碎 或 下部存 在 凹腔 ， 边坡角 ４。 Ｏ ～
参 数 取 值 如表 ４所 示 。
通过 以上分析可知 ，该边坡危岩体破坏 方式 为倾倒 式。 当有静水压力和地震作用力 时，倾倒式崩塌危岩体采用 《 工 程地质手册 》第 四版倾倒式崩塌计算模 型进行验算【。当无 地震作用力 时，倾倒式崩塌危岩体采用重庆市地方标准 《 地 质灾害 防治工程勘 察规范》（ Ｂ５／４ － ２ ０ ）倾倒式计算 Ｄ ０１３ ０ ３
由图 ２可知该处边坡共发育 ３组优势结构面 。 裂隙 １ 与 裂隙 ２相交切割于坡面 同侧 ，倾角 （ ２ ）小于坡角 （ ８ ） ７。 ７。， 构成不稳定结构，易形成楔形滑移或倾倒破坏 ；裂 隙 ２与裂 隙 ３相交切割于坡面 同侧 ，倾角 （ ｏ ８ ）近乎水平，且远小于 坡角 （ ８ ） ７。 ，构成较不稳 定结构 ，易在扰 动条件下产生楔形
，
前缘 临空 ， 度 ＜４ 。 坡 面较 平 ， 坡 ５， 岸坡 植被 发育 。 岩 体结 构较 碎 ，不连 续结 构面 少 ， 岩体 结构 完整 ，不连 续结 构面 少， 风 化裂 隙较 少 。 土体 无 明显变 形 无风 化 、 裂隙 发 育 。岸坡 土 堆较 岩 迹象 有不 规则 小裂 缝 。 密实 ，无 裂缝变 形 。
倾倒式崩塌 的计算模型如 图 ３所示 。从图中可以看 出， 不稳定岩体的上下各部分和稳定岩体之间均有裂隙分开。 一
旦发生倾倒 ，将发 生转动 。在稳定性检算 时，考虑各种 可能
倾倒 式 破坏 倾倒 式破 坏
倾倒 式 破坏
Ｂ１ Ｔ Ｂ２ Ｔ
Ｂ ３ Ｔ
稳定 性较 差 稳定 性较 差
需进行稳定性分析 ，防止发生崩塌地质灾害。 该高 陡边坡岩性组成较为单一，分述如下：（ ）前震旦 １
系 崆岭群变质岩 （ ｔｍ ，以灰绿色 片麻岩为主 ，鳞片结构， Ｐ２ ） ｌ 片麻状构造 ；（ ）第四系洪坡积层 （ ｌ１，主要岩性为碎石 ２ Ｑｄ ｐ） 土，以全风 化的片麻岩为主要物质来源 。砾石多呈棱角状 、 粒径不均一，结构松 散，强度较低 。 该地区属亚热带大 陆性季风气候 ，气候温 暖湿润 ，光照 充足，雨量充沛，年 平均 降雨量 为 １ ３． ４ ９ ｍｍ；年 平均气温 ２
工况二 （ 天然状态＋ 降雨、融雪 ） ：考虑气候条件，假定崩塌 危岩体 的后缘裂 隙被水充满 ， 其余力学参数采用试验值参数
基 础 上 进 行 一 定 的折 减 ；（ ）工 况 三 （ 然 状 态 十 雨 、 融 ３ 天 降
性，力学参数采用试验值参数基础上进行一定 的折减 ；（ ） ２
（ 下转第 ２ ５页 ）
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危岩体形成的地质灾害问题 日益 凸显【。如何针对具体工程
实例 中的崩塌 危岩体进行 稳定性计 算与分析业 已成 为地 质 灾害研究领域的重要 问题之一Ｉ。
２ 工程 概 况
某公路边坡坡面面积 ３０ ｍ２ ０ ０ ，由于岩体遭 受风化作用严
重 ，目前处于较不稳定状态 ，威胁到下方公路行车安全 ，亟
中国西部科技
２１ ０ ２年 ０ ４月第 １ １卷第 ０ ４期总 第 ２ ３期 ７
表 ２ 崩 塌稳 定性 定性 判别 方法 环 境条 件 稳 定性 差 前 缘 临空
，
稳 定性较 差 坡度 ＞４ 。 面不平 。 ５， 坡
稳 定性 好
地形地 貌 前 缘 临空甚 至三 面 临空 ，坡 度 ＞５。 ５， 出现“ 鹰咀 ” ，顶 底 崖 高 差 ＞３ ｍ， 面起伏 不 平，上 陡 下缓 。 ０ 坡 岩 性软 硬相 间，岩 土 体结 构松 散破 碎 ，裂 缝裂 隙 发育 切 地质 结构 割 深 形成 了不 稳定 的 结构体 ，不 连续 结构 面 。
中国西部科 技
２１ ０ ２年 Ｏ ４月第 １ １卷第 ０ 期 总第 ２ ３期 ４ ７
２ ５
面， 但是现在 国内 ９ ％左右 的盾 构机 任然 依赖进 口或合作制 ５ 造，所以我们要从 日本的发展前沿中看到方向，加 快研发力 度 ，早 日实现系统化和产业化 ，朝盾构机 的机械 自动化 、智
体 。危岩体发育特征如表 １ 所示，边坡主要裂 隙发育情况与
边 坡 坡 面 几 何 关 系如 图 １ 图 ２所 示 。 与
由图 １ 可知该区内主要发育 ３组节理裂 隙。 ｌ顺 坡向， Ｌ，
等作用下与母岩逐渐分 离，稳定性较差的岩体【 由危岩体 ” 。
形成的崩塌灾害可对水电站 、公路 、铁路等工程建设和设施 运营造成 巨大威胁，尤其在 山岭地 区进行工程活动时，崩塌
．
『 － ｈ Ⅳ－ ｗ －
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式中：ｈ为后缘裂 隙深度 （ ；ｈ ｍ） 为后缘裂隙充水高度 （ ； 为后缘裂隙上端到未贯通 段下端的垂直距离 （ ； ｍ） Ｈ ｍ） ａ为危岩体重心到倾覆 点的水平距离 （ ；ｂ为后缘裂隙未 ｍ）
贯 通 段 下 端 到 倾 覆 点 之 间 的水 平 距 离 （ ；ｈ 危 岩 体 重 ｍ） 为
心到倾覆点 的垂 直距 离 （ ； ｍ）
为危岩体抗 拉强度 标准值
（ Ｐ ）根据岩石抗拉强度标准值乘 以 ０４的折减系数确定； ｋ ａ， ． 为危岩体与基座 接触 面倾 角 （ ） 。 ，外倾时取 正值 ，内倾时
取 负值 ； 为后 缘 裂 隙倾 角 （ ） ｏ ； 为 危 岩 体 自重 （Ｎ／ ； ｋ ｍ） ３ ２ 崩 塌 危 岩 体 稳 定性 定 量评 价 ．
３ ２
工程 技术
公路边坡崩塌危岩体稳 定性评价
周 威 丁正林
（ 中交第二公路勘察设 计研 究院有 限公 司，湖北 武汉 ４０５ ） ３０２
摘 要 ：崩塌危岩体造成的地质 灾害问题 日益 凸显 。针对这一 问题 ，本 文以公路边坡崩塌危岩体 为工程 实例 ，采用定性分析
（ 赤平极射投影 、 极点等 密度投影 ） 与定量分析 （ 数值计算 ） 相结合的方法，对其在各工况下的稳定性进行评价与对 比， 从
能化方向发展。
参 考文 献 ：
５ ０种 的管片被开发和投入实 际使用 。
２ ３ 二 次衬 砌 ．２ ．
盾构隧道里 的二次衬砌 ，是对 隧道 的曲面修 正、防水 、 防火 、为初 次衬砌 的表面 精加 工、预 留强度 。在 污水管道里 二次衬砌是非常重要 ， 隧道里层 的表面修正获得合适 的粗糙 度是十分必要 的。 地下行道和 电缆管道 的箱体 内一般不做二 次衬砌 ，这是 由于盾构挖掘隧道 的准确度和 防水性都很好 。 但作者不赞成取消二次衬砌 ，因为隧道里有 了二次衬砌 防水 可达到 ４ 年 ， Ｏ 而没有二次衬砌 的隧道只有 ２ 年 的防水功能。 Ｏ
为后缘裂隙水压力，按规范选取有 Ｙ ０ ｗｗ，其中 ｒ － ． Ｙ ２ ５
为水 的重度， Ｙ ＝ ０ Ｎ／ ；Ｑ 为地 震力 （ Ｎ ｍ） ｗ １ｋ ｍ ｋ ／ ，按规范
选取有 ，其 中系数 按岩 质边坡条件取 ００ 。 ．５ 通过 室内物 理力学试验 与现场地质调查 ， 各崩塌危岩体
稳 定性较 差
稳定 性较 差 稳定 性较 差
稳 定 性差
的附加力的最不利组合 。 在进行倾倒式危岩体稳定性计算，当 由后缘岩体抗拉强 度控制时 ，且危岩体重心在倾覆点之 内时，按下式计算 ：
肌
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ｓ ｆ ３ｓ ｆ ＣＳＴ ～ … ～ ｉｌ ｉｌ ｎ ｎ Ｏ ｔ… ｔ
模 型 进 行 验 算 【。
表 ４ 倾 倒式 危岩 体计 算参 数表 稳 定性 计算 参数 取值 崩 塌 危岩 体
编 号
ＢＴｌ
ＢＴ２ ＢＴ３
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２ ０
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图 １ 裂隙极 点等 密度 投影 图
图 ２ 裂 隙与边 坡坡 面赤 平投影 图
（） 。
６ ０
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２ ０ ００
２ ０ ２ ５ ２ ０ ０ ０
计算 的工况状态 分为三类 ，即天然状态 、天然状态＋ 降 雨 （ 融雪 ） 、天然状态＋ 降雨 （ 融雪 ）＋ 震。具体如下： 地 （ ）工况一 （ １ 天然状态 ） ：危岩体在 自重作用下的稳定
，
一
水 文气 象 雨 水充 沛 ，气温 变 化大 ，昼夜温 差 明显 。或有地 表 径流 、 存 在大 河 流流经 坡 角 暴 雨引 发 因素 其 水 流急 ，水位 变 幅大 ，属侵 蚀 岸 人 为破 坏严 重 ，岸 坡无 护坡 。人 工边坡 坡 度 ＞６。 ０ ，岩 体 修 路 等 工 程 开 挖 形 成 软 弱基 座 陡 人 类 活动 崖 结 构破碎 或 下部存 在 凹腔 ， 边坡角 ４。 Ｏ ～
参 数 取 值 如表 ４所 示 。
通过 以上分析可知 ，该边坡危岩体破坏 方式 为倾倒 式。 当有静水压力和地震作用力 时，倾倒式崩塌危岩体采用 《 工 程地质手册 》第 四版倾倒式崩塌计算模 型进行验算【。当无 地震作用力 时，倾倒式崩塌危岩体采用重庆市地方标准 《 地 质灾害 防治工程勘 察规范》（ Ｂ５／４ － ２ ０ ）倾倒式计算 Ｄ ０１３ ０ ３
