湖南文理學院芙蓉學院
2010級《土木工程地質》大作業
班級：土木1006
姓名：劉文
學號：10190617
日期：2012-5-2
1 引言
公路建設是在地質體上進行的人類工程活動，。例如四川省境內的高速公路及重點公路建設過程中，國道108線西昌段、成雅高速公路、318國道的二郎山隧道東、西進出口引道段、國道107線岳陽四方嶺段、川藏公路等均不同程度的出現了邊坡（滑坡）地質災害或產生了邊坡失穩的問題，從而嚴重影響了工程建設及運營的正常進行，也使得對公路邊坡的加固或整治費用遠高於修建道路的費用。
國道108線廣元南段公路通過地段大多為低山丘陵紅層分布區，建設中遇到了公路路基高填深挖等一些特殊工程地質問題。由於該段路線長、跨越地質地貌單元較多，從勘察設計到施工周期短，未能全面地認識沿線的路基工程地質條件，及時地發現和解決存在的工程地質問題。沿途的路線邊坡雖在路基開挖期間進行了一定程度的處理，但在工程建設過程中仍有多處邊坡發生坍滑、滑動和崩落，嚴重影響了已通車路段的行車安全和公路正常使用，阻礙了當時正在施工路段的路面鋪築和交通工程設施等施工工程。
廣南段公路路線基本沿著構造線方向展布，使得路塹邊坡有一側構成順層坡。儘管這些順層邊坡傾角很小，一般均在十餘度，但在施工過程中多處發生變形或者滑動破壞不僅造成巨大的經濟損失，而且延誤了工期。施工中採取了一些加固措施但效果不佳，其主要原因是對工程邊坡的地質條件認識不足，尚未查清邊坡變形破壞的主控因素和變形破壞機制，因此治理措施具有盲目性，不能達到治理的目的或有的造成大的浪費。
本文對邊坡岩體工程地質特徵和岩體力學條件進行充分調查分析、對緩傾角層狀邊坡的變形破壞機制研究和穩定性評價的基礎上，提出了較為合理的邊坡整治、支護方案，通過實施後的工程驗證說明方案是合理有效的。
2 研究區工程地質概況
2.1 工程概況
國道108線廣南段公路邊坡主要以侏羅系砂岩、泥質粉砂岩和泥岩為主，第四系只在近河床部位分布較普遍，而在邊坡的中上部只有薄層覆蓋，滑坡的形成與邊坡岩體的性質有關。本文對緩傾層狀邊坡變形破壞的分析研究主要是以國道108線廣南段k24、k28兩段典型邊坡為例進行討論的。
k24滑坡位於廣元市盤龍鎮共和村三隊嘉陵江ⅱ級階地以北，國道108線廣南段k24+850～k25+090 ，滑坡地處嘉陵江沖刷岸，地勢南東低北西高從滑體中部通過。從50年代至80年代曾出現過多次小範圍滑坡，未造成較大的危害。2023年6月在滑坡前緣修築高速公路，由於路基開挖、放炮震動，2023年6月滑坡整體發生蠕滑變形。
2023年4月滑坡中部產生大幅度滑動解體，滑坡堆積物覆蓋路基約三分之二，直接對公路建設造成危害。
k28滑坡位於廣元市中區盤龍鎮東南部4km，新建國道108線廣南段，滑坡地處嘉陵江沖刷岸，地勢南東低北西高，相對高差106m，地形坡度下緩上陡，坡面傾向嘉陵江，坡度10～25°，平台後緣是巨厚層砂岩形成的陡崖，坡度65～80°，高約25～32m，滑坡基本上為岩質順層滑坡。
2.2 工程地質條件概述
國道108線廣南段屬於四川北部丘陵地貌單元，以渾圓型山丘為主，路基處於嘉陵江沖刷岸，地形坡度上陡下緩，坡面傾向嘉陵江，受岩性影響，在泥質含量高的岩性部位為寬緩的平台或緩坡，巨厚層或厚層砂岩常形成陡崖。該區出露地層主要為侏羅系中統沙溪廟組和白田壩組砂泥岩，其次是殘坡積層和滑坡堆積層，以及人工填土。地質構造上位於走馬嶺向斜南翼，為一單斜構造，岩層傾向290～300°，傾角。
構造裂隙和卸荷裂隙發育，總體上平直稍粗糙，多夾軟塑狀的表生夾泥，給邊坡穩定帶來直接危害。該區地下水按賦存狀態分為基岩裂隙水和鬆散岩類孔隙水，大氣降雨和江水是地下水的主要補給**，基岩風化裂隙帶富水性強，微風化基岩富水性較弱，從開挖基坑出水量來看，旱季孔隙水基本乾枯，風化基岩裂隙水量較大。
3 邊坡變形破壞的概念模型
研究區邊坡岩體緩傾向坡外，岩體中發育有平行於坡面的和近垂直於坡面的兩組節理，並在多處出露泉水。在風化、卸荷作用下，降雨沿裂隙滲入岩體中，使裂隙張開並向深部發展，加快了岩體的變形破壞程序，最終發展成滑坡。本文以國道108線廣南段k24、k28兩處邊坡變形破壞例項為研究重點，分析該區緩傾角層狀邊坡的變形及破壞機理。
3.1 k24滑坡的變形與破壞
k24滑坡稱為八廟梁滑坡，位於廣元市盤龍鎮嘉陵江ⅱ級階地以北，國道108線廣南段k24+850～k25+090從滑體中部通過。該區地形北高南低，八廟梁山標高509.60m，最低標高469.
65m，八廟梁東北側為李家溝，西側為廟子溝，南側為嘉陵江ⅰ、ⅱ級階地，其上為密集的農舍。該區三面臨空，有利於滑坡形成。
國道108線在修建過程中，在滑坡中前部挖方、放炮、破壞了斜坡的自然平衡，致使滑坡上裂隙貫通形成連續滑動面，加之地下水活動頻繁，促使滑坡得以復活，產生滑動。
3.1.1滑坡的基本特徵
八廟梁滑坡平面形態呈碟形，外貌形態呈羅漢肚形，中部向山外突起，兩側向山內收斂，滑坡邊界北起山頂窪地後緣，標高507.30m。南至楊家院子前，標高474.
73m。西邊界以廟子溝（k24+875）為界，東邊界至k25+090。滑坡體前緣至後緣高差32.
57m，坡向145°，坡度10°～20°，縱向呈階梯狀。滑體平均長192m，平均寬215m，滑體平均厚10.3m，總方量約32.
68×104m3。
根據鑽孔揭示，八廟梁滑坡自上而下可分為殘坡積
粉質粘土、散粒岩體、層狀碎裂岩體（見圖1）。
3. 1.2 滑（面）帶土特徵
滑面形狀呈弧形，後緣較陡，後緣傾角20°～38°；前緣反翹，傾角0°～-13°。次級滑面位於滑坡散粒巖底部和貫通性裂隙岩石底部，深層滑面位於強風化泥岩層底面與泥質砂岩接觸帶，滑面上泥岩被泥化，泥質包裹砂岩角礫，並見摩擦痕跡。
滑帶土的物質組成為青灰色泥質頁岩泥化的粉質粘土，夾次稜角狀泥岩碎塊，含水量10～23%，呈可塑至軟塑狀，厚15～25cm。
3.1.3 滑坡的變形特徵
八廟梁滑坡從50年代至80年代曾產生過多次小範圍滑坡，未造成較大的危害。2023年6月在滑坡前緣修築高速公路，由於路基開挖、放炮震動，2023年6月滑坡整體發生蠕滑變形。2023年4月滑坡中部產生大幅度滑動解體，滑坡堆積物覆蓋路基約三分之二，直接對公路建設造成危害。
3.2 k28滑坡的變形與破壞
k28滑坡位於廣元市中區盤龍鎮東南部4km，新建國道108線廣南段。滑坡地處嘉陵江沖刷岸，地勢南東低北西高，相對高差106m，地形坡度下緩上陡，坡面傾向嘉陵江，坡度10～25°，平台後緣是巨厚層砂岩形成的陡崖，坡度65～80°，高約25～32m。
3.2.1 滑坡的基本特徵
該滑坡平面形態呈「蠶豆」狀，外貌形態呈高陡斜坡。滑坡基本上為岩質順層滑坡。滑坡邊界南起k28+530公路右側，北至k28+930公路右側，平均長約400m；老滑坡後緣位於公路左側原地面陡壁，前緣位於嘉陵江枯水位以下，寬約90m，滑體
平均厚度8～10m，總方量約36×104m3。新滑坡後緣位於公路右車道，區域性跨超公路中線，前緣進入嘉陵江中。
根據鑽探揭示資料來看，滑坡體從上至下分為人工填土和棄土、粉質粘土夾碎塊石、巨石和似層狀碎裂巖（圖2）。
鑽孔及勘查資料揭示該滑坡有2個滑面，深層滑面深度8～10m，淺層滑面深度3～6m。滑動面角度上陡下緩，呈折線形或階梯狀。從鑽孔岩心觀察，滑動鏡面不太明顯，但滑帶土清楚；在zk29孔12.
4~12.6m見到軟塑狀粘土夾碎塊石，根據投影計算滑面傾角67~，滑動面追逐卸荷裂隙發育。另外，從抗滑樁基坑中可觀察到12～15m深度發育上窄下寬的陡傾滑移拉裂縫，裂縫寬15～20cm，內充碎石夾泥。
3.2.2 滑坡的變形特徵
由於嘉陵江水沖刷坡腳，造成邊坡失穩，由於滑坡卸荷減載，減少了下滑推力有利於老滑坡的穩定，所以滑坡中上部變形小或不明顯，但由於在滑坡中前即公路右車道和右側邊坡填方載入，原來基本處地穩定狀態的斜坡平台產生滑移，右側砌坎置於滑體碎裂巖之上，雨季必然坐船下滑，因此公路右車道及邊坡堡坎變形尤為明顯。
3.3 緩傾角層狀邊坡變形破壞機制
3.3.1 邊坡變形破壞的模擬研究
基本趨於穩定，但如果遇到強降雨或**，其也有可能產生失穩破壞。新滑帶土的破壞接近程度一般在1.0左右，個別部位大於1.
5～2.0，說明新滑體在滑坡發生以後，處於蠕滑階段，必須採取抗滑支擋措施。
採用二維有限元計算軟體「2d— 」進行數值分析，計算所得的斜坡變形網格和破壞接近程度等值線。當斜坡形成以後，在各種表生地質的長期作用下，斜坡已顯示出變形特徵。從破壞接近程度等值線圖中可以看出，在老滑帶上，滑帶土的破壞接近程度一般在0.
8～1.0之間，其中間區域性部位的破接近程度大於1，說明老滑體在新滑坡滑動以後，
3.3.2 邊坡變形破壞機制分析
（1）滑移～拉裂型變形破壞。該型別邊坡的特點是坡度小、坡高也不大，以廣南k24邊坡為典型及其它類似邊坡等。邊坡岩層層面和兩組陡傾裂隙構成的不利結構面組合，是控制這類邊坡變形破壞的主要因素之一。
其中，軟弱的層面緩傾坡外，施工開挖過程中極易暴露，由此產生典型的滑移～拉裂型滑坡。
（2）塑流～拉裂型變形破壞。該類邊坡的特點是邊坡高陡，在巨大的自重應力和卸荷回彈作用下，極易產生滑移～壓致拉裂變形，從而在邊坡岩體中產生一系列的下寬上窄壓致拉裂縫。當然，在暴雨作用下，若後緣拉裂縫發育，也可能產生平推式滑坡。
由於邊坡下部岩體由軟弱泥岩、頁岩構成，在長期自重應力作用下，也可能產生塑流～拉裂變形破壞。
4 滑坡穩定性計算及整治措施研究
4.1 穩定性計算
根據前期勘察資料和現場調查，利用室內試驗資料，在校核原有資料的基礎上，對k24、k28滑坡分別進行了穩定性評價。本次計算採用不平衡推力法進行穩定性評價，計算中考慮了地下水引起的孔隙水壓力和動水壓力，分滑帶土飽水和天然狀態兩種方案進行評價。
計算結果表明，k24滑坡淺滑面在天然和飽水情況下均處於不穩定狀態，深層滑面在天然狀態下處於穩定狀態，但飽水狀態下穩定性係數大大低於安全係數（1.25），這與野外地質調查和觀測的跡象吻合。對於淺層滑坡體，應採取排水和增強淺層滑坡抗剪力的防治工程措施。
對於深層滑坡體，由於天然狀態下穩定性很好，飽水狀態下穩定性係數大大低於安全係數，從安全角度也需對其進行加固處治。考慮該滑坡體後緣山體平緩單薄，兩側溝谷發育，大氣降雨是滑坡體地下水的唯一補給**，只要設定完善的地表截排水系統，即可大大提高深層滑坡體的穩定性。因此，構築完善的截排水系統的基礎上，僅針對淺層滑面採取抗滑支擋措施，可以降低處治工程費用。
邊坡的變形與破壞型別
9.1.1 概述 隨著社會進步及經濟發展，越來越多地在工程活動中涉及邊坡工程問題，通過長期的工程實踐，工程地質工作者已對邊坡工程形成了比較完善的理論體系，並通過理論對人類工程活動，進行有效地指導。近年來，隨著環境保護意識的增加及國際減輕自然災害十年來的開展，人類已認識到 邊坡誕生不僅僅是其本身的歷史...
邊坡開挖防護措施
說到邊坡開挖防護措施，現階段，我國邊坡開挖防護措施主要有哪些？基本概況如何？以下是中國下面梳理邊坡開挖防護措施相關內容，基本情況如下 邊坡開挖防護措施內容 在施工組織設計中，要有單項土方工程施工方案，對施工準備 開挖方法 放被 排水 邊坡支護應根據有關規範要求進行設計，邊坡支護要有設計計算書。人工控...
邊坡變形監測方案
2012年 1月 1日 目錄 一 工程概況 2 二 監測內容 2 三 監測實施流程 2 四 報 法 4 五 監測點布置及監測方法 5 六 監測技術要求 6 七 人員及儀器設 6 一 工程概況 本專案穿行於重丘地區的群山峻嶺之中，填深挖較多，深挖路塹和填路堤邊坡普遍存在，深挖路塹邊坡共29處 大於30...