岩质边坡稳定性影响因素分析

岩质边坡稳定性影响因素分析

宁树理 王海鹏

中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司， 湖南 长沙 410000

摘要：岩质边坡稳定性影响因素众多，主要包括坡体结构特征、工程地质条件、结构面、水、荷载及外部扰动等，务必对上述因素对岩质边坡的影响认识清楚，并采取合理的控制措施，才能保证岩质边坡的稳定性。基于此，本文就以岩质边坡稳定性概述为出发点，而后探讨了岩质边坡稳定性影响的主要因素，以期为边坡稳定性分析提供支撑。

关键词：岩质边坡；稳定性；影响因素；分析

前言

随着我国西部大开发的战略的深入推进，西部地区在工程建设中出现了一大批人工高切坡，其中，大部分为岩质边坡。因此，对岩质边坡的稳定性影响因素进行分析，对于工程建设具有极其重要的意义。通过分析了解这些因素对岩质边坡稳定性影响的作用机理，采取合理的控制措施，保证岩质边坡的稳定性，可以确保工程建设的顺利开展，并最大限度地保障人民群众的生命财产安全。

一、岩质边坡稳定性概述

岩质边坡的物质组成为岩体，因为坡体结构特征、工程地质条件、结构面、水、荷载、外部扰动等千差万别，岩质边坡的破坏形式也非常多样，主要包括滑移型和崩塌型。滑移型：①外倾结构面控制，沿外倾结构面单面或多面滑移；②不受外倾结构面控制或无外倾结构面，沿极软岩、强风化岩、碎裂结构或散体状岩体中最不利滑动面滑移。崩塌型：①受结构面切割控制，沿陡倾、临空的结构面塌滑;由内、外倾结构不利组合面切割,块体失稳倾倒;岩腔上岩体沿结构面剪切或坠落破。②无外倾结构面控制，陡立边坡,因卸荷作用产生拉张裂缝导致岩体倾倒^[1]。边坡岩体破坏与否，取决于岩体的强度与应力分布情况的关系。当应力变化在岩体的容许强度之内，则应力调整不会带来边坡的破坏，否则，将导致边坡的变形甚至破坏。研究表明，影响边坡岩体应力状态因素主要包括内因和外因。本文分别从坡体结构特征、工程地质条件、结构面、水、荷载及外部扰动等因素进行简要分析论述。

二、岩质边坡稳定性影响因素分析

（一）坡体结构特征

边坡结构特征主要包括边坡岩体类型、边坡高度、坡角、岩层产状、边坡倾向与岩层倾向夹角等。根据岩体完整程度、结构面产状及结合程度将边坡岩体类型分为I、II、III、IV 四个级别，通过确定边坡岩体类型，可以初步判定不同高度边坡的直立自稳能力，并可以初步确定岩体内摩擦角，并根据情况确定边坡破裂角^[1]。当边坡倾向与岩层倾向夹角小于30°时，岩层面为外倾结构面，需考虑当岩层倾角较大时，边坡可能沿岩层面发生滑动，对此需要进行定量分析，以分析边坡的稳定性，必要时需要根据情具体情况采用削坡或适当的支护措施。因此，工程中必须充分掌握坡体结构特征，以便对边坡稳定性进行可靠分析，并在必要时采取合适措施，保证边坡的稳定。

（二）工程地质条件

工程地质条件主要包括地形地貌、岩体结构构造、岩层岩性及其组合特征、岩体性质及力学参数等。不同地貌单元、不同地形坡角及起伏状态对应不同边坡稳定性计算模型，下滑力不尽相同；边坡岩性、完整性、风化程度则与边坡的破坏模式息息相关，通常岩质越硬，岩体越完整，风化程度越弱，边坡稳定性越好，越不容易发生岩体内部破坏。此类边坡往往是因为存在外倾结构面，边坡岩体发生了沿某一外倾结构面的滑动破坏或组合外倾结构面的楔形体破坏。另外，边坡岩体软化、崩解特性则决定了边坡是否容易遇水软化或易于崩解，从而导致边坡局部掉块或垮塌。边坡岩体力学参数指标粘聚力 及内摩擦角 满足库伦准则，即 ，当某一切面内的剪应力达到岩石剪破坏条件时，岩石便产生剪破坏。因此，工程勘察中应充分掌握工程地质条件，为边坡处理或支护等提供足够的依据。

（三）结构面

结构面需要考虑的主要因素包括：结构面倾向倾角、结合程度（包括结合状况、表面起伏粗糙程度、张开度、充填情况、岩质软硬）、结构面贯通程度、结构面密集程度等。结合面倾向倾角主要分析其是否为外倾结构面，及边坡沿该面发生滑动破坏的可能性。结构面的结合程度则依据其结合状况（铁硅钙质胶结或分离）、起伏粗糙程度（起伏粗糙、平直光滑、略有起伏、平直很光滑）、张开度、充填情况（胶结、无充填、岩块或岩屑充填、泥质或泥夹岩屑充填、泥化夹层充填）等指标划分为结合良好、一般、差、很差、极差^[1]。进而根据工程经验及规范初步确定结构面的抗剪强度指标粘聚力 及内摩擦角 。结构面的贯通程度一般通过结构面连续性系数（面切割度）衡量，该系数越大说明结构面贯通程度越高，越不利于岩体的稳定，当该系数为0时，岩体完整；当该系数为1时，结构面完全贯通。结构面发育的密集程度通过裂隙度和间距。裂隙度越大，间距越小，说明裂隙越密集；裂隙度越小，间距越大，说明裂隙越不密集。通常情况下，结构面贯通程度越高、结构面发育越密集，越不利于岩体的稳定。因此，工程勘察应充分掌握结构面特性，在边坡开挖后，及时校核结构面，如与地勘报告有出入，需及时反馈给设计单位校核设计方案，必要时对原支护方案进行调整。严格按照“动态设计，信息化施工”，以保证与岩质边坡的稳定。

4. 水

水对边坡稳定性的影响主要体现如下：①岩体本身强度发生变化。例如：岩溶、冻融、基质吸力、水的软化作用等物理化学作用；②水对结构面的软化作用。例如：水对结构面内的充填碎屑、泥质等具有软化作用；③空隙水压力作用，例如：动水压力及渗透变形、静水压力、扬压力或浮托力^[2]；因此，工程中必须采取适当的截排水措施，以减少水的边坡稳定性造成不良影响。

4. 外部扰动

常见的外部扰动包括：边坡开挖卸荷，爆破扰动、地震等。边坡开挖卸荷对坡体的影响主要为岩体内部应力调整、裂隙等结构面的扩展；爆破扰动、地震等对边坡稳定性的影响主要体现在破坏了岩体的完整性、结构面的扩张、原有边坡支护结构的破坏等。

总结

总而言之，对于岩质边坡稳定性产生影响的因素非常之多，必须充分掌握上述影响因素对岩质边坡稳定性的作用机理，而后根据实际情况，采用合适的开挖方式、截排水措施、支护方案等，方能最大程度上保证岩质边坡的稳定性，以确保工程建设的顺利开展，并最大限度地保障人民群众的生命财产安全。

参考文献：

1. 中华人民共和国住房和城乡建设部.《建筑边坡工程技术规范》GB 50330-2013,中国建筑工业出版社，2014年5月

2. 李克钢. 岩质边坡稳定性分析及变形预测研究[D]. 重庆大学, 2006年9月，P43