構(gòu)造單面山硅質(zhì)巖邊坡穩(wěn)定性研究——以資興高速公路K21+638~810段邊坡工程為例.pdf

1、隨著各種各樣工程建設(shè)加速發(fā)展，大壩、地下工程、邊坡和隧道等相關(guān)的巖體工程將朝著規(guī)模更大、范圍更廣、深度更深的方向發(fā)展。因此，在對公路、鐵路、露天采礦和水利行業(yè)邊坡工程穩(wěn)定性分析中，所面對的巖土體地質(zhì)環(huán)境將會越來越復(fù)雜。資源至興安高速公路線路穿過大面積受構(gòu)造影響而形成的單面山，地質(zhì)條件十分復(fù)雜。本文以資源至興安高速公路K21+638~810段邊坡工程為依托，展開對構(gòu)造單面山硅質(zhì)巖巖體結(jié)構(gòu)以及邊坡穩(wěn)定性研究。在查明區(qū)域地質(zhì)環(huán)境和工程地質(zhì)條件

2、基礎(chǔ)上，對該處構(gòu)造單面山硅質(zhì)巖的巖體結(jié)構(gòu)進行了詳細的研究；在此基礎(chǔ)上，利用有限元數(shù)值模擬軟件Midas GTS NX對邊坡開挖前、開挖過程中、開挖后以及施加支護結(jié)構(gòu)后等各種狀態(tài)進行二維數(shù)值模擬分析，并與現(xiàn)場邊坡變形發(fā)展情況相比較。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在加里東運動以及新華夏系構(gòu)造（主要是新寧—資源F1張扭性正斷層)影響下，形成了該處山坡走向與斷層走向近似垂直，坡度與巖層傾角大體相當?shù)膯蚊嫔?。F1斷層對邊坡巖體結(jié)構(gòu)面的發(fā)育特征

3、有著很大的影響作用。⑵根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計結(jié)果，巖層傾向基本處于290°~305°之間，傾角基本出處于20°~30°之間。第一組節(jié)理傾向主要分布在115°~120°，傾角主要分布在60°~70°；第二組節(jié)理傾向主要分布在295°~300°，傾角主要分布在70°~80°。且第一組節(jié)理比第二組節(jié)理發(fā)育占優(yōu)勢。⑶根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)工程地質(zhì)分類，得出Ⅲ級結(jié)構(gòu)面結(jié)合度差、中等間距、中等寬度~很寬、低~中等延續(xù)性占優(yōu)勢。Ⅳ級結(jié)構(gòu)面結(jié)合度一般~差、中等間距~

4、寬間距、中等寬度、很低~中等延續(xù)性占絕對優(yōu)勢。⑷軟弱結(jié)構(gòu)面厚度主要分布在100mm~300mm之間，充填物質(zhì)主要為巖塊、巖屑夾泥，密實程度主要以疏松和松散為主，充填物地下水特征主要表現(xiàn)為（局部）滲水。結(jié)構(gòu)面蝕變較為嚴重，基本上已經(jīng)被嚴重繡化，其膠結(jié)程度差。⑸根據(jù)資料以及室內(nèi)試驗結(jié)果可得，巖體重度γ=27kN/m3，抗剪強度粘聚力C=105kPa，內(nèi)摩擦角φ=48°，泊松比υ約為0.17，彈性模量E約為78GPa；巖體結(jié)構(gòu)面粘聚力 C=3

5、kPa，內(nèi)摩擦角φ=32°，彈性模量 E約為31GPa；軟弱結(jié)構(gòu)面粘聚力C=18kPa，內(nèi)摩擦角φ=23°，泊松比υ約為0.25，彈性模量E約為4.8GPa。⑹在未施加任何支護方式下，開挖前坡體整體處于穩(wěn)定狀態(tài)；隨著對邊坡進行逐層開挖，坡體整體從穩(wěn)定向不穩(wěn)定方向發(fā)展，沿著結(jié)構(gòu)面發(fā)生滑動可能性很大，潛在滑動面呈加深的趨勢，且在坡腳及部分結(jié)構(gòu)面處出現(xiàn)剪應(yīng)力集中。⑺在原有設(shè)計下，對坡體進行逐級開挖逐級支護下，坡體整體處于穩(wěn)定狀態(tài)；在開挖后，未