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边坡的稳定性研究已有上百年的历史,随着人类大规模的工程活动,开始出现了人工边坡,诱发了大量滑坡、崩塌,泥石流等地质灾害,造成了很大损失,人类对边坡的变形破坏失稳问题给予高度的重视。边坡包含于斜坡,按岩性可划分为土质边坡和岩质边坡。这里主要研究人工开挖的岩质边坡的稳定性问题。边坡工程的稳定性问题是岩土工程和工程地质的主要研究内容之一,回顾这一个世纪以来该领域的研究和发展,边坡稳定性的研究方法越来越多,分析手段逐渐多样化,基础理论方面逐渐趋于完善,模型构建和计算推导逐步得以修正和改进。相关学科的发展和自身的需要,多学科和岩土工程、工程地质学科的交叉渗透,使边坡工程问题的研究更加复杂化,适用范围也越来越广泛,随着二十世纪末,计算机技术的快速发展,结合计算机的数值模拟和计算方面的研究逐渐成为了热点,边坡稳定性研究也向着系统化,精确化的方向发展。通过总结介绍目前岩质边坡稳定性分析的一些主要方法,并对这些方法的特点和适用范围进行了系统的阐述,可以看出边坡工程及其稳定性问题在地质科学和工程领域的研究,经历了初步认识—深入分析—综合研究的发展,推动了相关学科的融合研究和快速发展,并在工程实践中得到了广泛应用,累积了大量经验。相信本世纪随着计算机技术和相关学科领域的发展,边坡稳定性研究将在学科领域和工程实践领域扮演着越来越重要的角色,其发展也会进入一个更加复杂和深入研究的新阶段。
综合以上相关发展研究的现状和基础理论知识,文中总结归纳提出了岩质边坡稳定性评价的系统方法及框架,本文的研究思路主要以此系统方法和框架为基础,结合具体边坡的实地条件,展开了具体的分析研究。
马迹山港东山山体边坡为人工开挖形成的坡体,山体总体走向为近南北走向,坡形较陡,平均坡角在55°~74°。该岩质边坡不同区段内稳定性存在差异,且由于区域内构造活动较为活跃,东山山体边坡高陡区段内稳定性较差。再者,由于人工切坡造成大量不同规模裂隙,破坏了岩体的完整性,并未给予合理清方,局部形成不稳定块体、危岩体,容易造成滑坡、崩塌、落石等灾害现象,直接影响沿坡脚建有的港区通行运输道路和堆料场的正常运行。因此,对该山体的安全性作出系统评价,给出合理化的治理措施和建议对该区的生产生活和财产安全具有重要的现实意义。同时系统的分析和研究岩质边坡的稳定性问题,适应该学科发展的趋势,将最合理的技术方法应用于岩质边坡的稳定性分析评价中,也具有十分重要的科研和学术价值。
本文选取的边坡研究对象为马迹山港东山岩质边坡,开展具体详尽的分析研究之前,首先介绍了马迹山港东山边坡研究的工程概况、场地的地质背景条件及场地主要工程地质条件,对东山边坡现有变形破坏特征和变形破坏机制做了详细的分析。综合边坡岩体的岩性结构特征、边坡现有变形破坏规律和可能失稳的模式得出,影响东山边坡稳定性的主要因素为结构面产状和力学性质,以及降雨、台风、震动和不合理的边坡开挖。其中东山边坡Ⅲ区、Ⅳ区边坡高陡,地质构造作用强烈,岩性较差,节理裂隙等结构面也较发育,现在已发生破坏现象,坡面可见显著张拉裂隙和长大结构面,裂隙间隙可见雨水渗入,在某些诱发因素下,产生一定规模失稳块体的可能性较大。
综合以上基础资料和初步分析,文章以马迹山港东山岩质边坡为例,按照从整体到局部,定性结合定量化分析的思路,对边坡稳定性问题的进行系统分析和研究。
定性分析方面,本文主要按以下内容进行:
1、介绍了本次研究中针对东山边坡实地情况采用的稳定性分析方法。
2、对东山边坡采用分区研究并初步评价。
3、采用常用的RMR分级方法对岩体质量分级,并进行岩体力学参数的估算。
4、综合定性分析方法,对边坡岩体的节理裂隙进行分析研究。其中在调查统计节理裂隙的基础上,运用结构面网络模拟的方法,对岩体的质量进行了详细的分析研究。
定量分析研究部分,本文主要采用结合块体理论的常规极限平衡计算。
根据前边部分定性分析和研究,边坡发生大规模滑动的可能性不大,主要不稳定因素可能为局部块体的滑动和崩塌等表层破坏现象,因此通过对各分区节理、裂隙等结构面的统计,采用较为成熟块体理论结合极限平衡计算,经过识别分析,东山Ⅲ区边坡存在两个不稳定块体,经过计算分析,其中一个稳定性系数小于安全系数,不稳定块体需要进行治理。综合以上分析、研究结果,适应该工程实际需要,对各分区的边坡稳定性作出系统的分析和评价,并给出了相关治理措施的建议,通过三种治理方案的对比,其中建议首选浆砌块石贴坡,局部锚杆加固的措施进行治理。
最后,总结了全文的研究内容,得出的结论为:建立的岩质边坡稳定性分析的系统方法和框架在该研究对象上的应用是可行的,采用的多种相结合的定性方法综合分析和选取的块体理论结合极限平衡计算研究的定量分析方法是适用的,研究和分析计算取得的结果是可靠的,符合实际情况的。而本文研究中尚存在的问题和不完善之处,将在今后的学习和工作中进一步的研究和解决。