地質(zhì)專業(yè)畢業(yè)論文

如何做好巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評價—以《重慶涪陵白濤化工園區(qū)主干公路工程勘察》為例摘要：“涪陵白濤化工園區(qū)主干公路一期工程邊坡”工程場地位于重慶市涪陵區(qū)白濤化工園區(qū)，主干公路為城市次干道二級，工程勘察階段為工程地質(zhì)一次性勘察。公路右側(cè)形成A段?D段邊坡，本次僅選擇B段邊坡作為論述對象。B段邊坡為挖方邊坡，邊坡巖體類型WA類，破壞后果嚴重，邊坡安全等級為二級。巖質(zhì)邊坡按定性分析和定量計算進行評價。根據(jù)邊坡可能沿巖層面產(chǎn)生的破壞，按平面滑動法計算穩(wěn)定系數(shù)，得出此段邊坡陡傾角開挖不穩(wěn)定的結(jié)論。關(guān)鍵詞：邊坡巖體分類、破壞模式、邊坡穩(wěn)定性、穩(wěn)定性系數(shù)、穩(wěn)定性安全系數(shù)。前言：重慶屬構(gòu)造剝蝕丘陵地貌較發(fā)育地段，境內(nèi)常有危巖崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。特別是在地形起伏變化較大的地段，邊坡治理是一項十分重要的工作。“涪陵白濤化工園區(qū)主干公路一期工程邊坡”工程場地邊坡高度較大，坡度較陡。本人在實習(xí)期間參與此工程的野外編錄工作以及部分室內(nèi)圖件整理等工作。現(xiàn)將工程情況及個人從中得到的體會敘述如下：工程情況介紹1邊坡概況及邊坡安全等級邊坡治理是工程建設(shè)中的一項重要且難度較大的工作，在工程建設(shè)投資中占有相當大的比例。正確合理的邊坡治理方案不僅能保障人民的生命財產(chǎn)安全，還能節(jié)約資源，保護環(huán)境。該工程根據(jù)重慶市地方標準《工程地質(zhì)勘察規(guī)范》 (DBJ50-043-2005)。野外工作自2009年4月18日開始至2009年5月17日結(jié)束。主要以工程地質(zhì)勘探為主，并輔以工程地質(zhì)調(diào)查來查明場地工程地質(zhì)條件。根據(jù)室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗場地B段邊坡場地內(nèi)中等風(fēng)化石灰?guī)r的天然單軸抗壓強度標準值為33.1MPa,飽和單軸抗壓強度標準值為28.5MPQ屬較硬巖。根據(jù)本次勘察，場地巖體完整程度為較完整，故場地中等風(fēng)化灰?guī)r巖體基本質(zhì)量等級為川級。 巖層產(chǎn)狀為295°/42°，據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查，在擬建場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層，構(gòu)造簡單。場地見兩組構(gòu)造裂隙，產(chǎn)狀分別為LX1140/56°、LX257/62°。場地區(qū)屬低山丘斜坡地帶，現(xiàn)有地形總體上由東南向西北傾斜，勘察期間正在進行平場施工，外業(yè)鉆探時，地面高程為202.30?227.74m,地形坡角在5?57°之間。按設(shè)計要求，平場后形成的B段邊坡，由東南向西北傾斜，坡頂設(shè)計高程為206.34?227.74m,坡腳設(shè)計高程為198.65?204.82m。B段邊坡為巖質(zhì)邊坡，巖體類型為WA類，破壞后果嚴重。邊坡安全等級確定為二級。根據(jù)《工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（DBJ50-043-2005）中的工程勘察等級分級標準,邊坡工程安全等級為二級，邊坡工程勘察等級為二級。2執(zhí)行的主要技術(shù)標準此工程為城市次干道二級公路及邊坡工程，B段邊坡為巖質(zhì)邊坡，高度小于30m據(jù)此采用《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002對B段邊坡進行評價設(shè)計。并輔以《工程地質(zhì)勘察規(guī)范》 （DBJ50-043-2005）以及《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（DBJ50-047-2006）、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001作為所要論述問題的指導(dǎo)依據(jù)。3勘察工作布置及完成情況B段邊坡總長約420.19m,邊坡工程安全等級為二級，根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002表4.2.5:表425 詳勘的勘探線、點間距邊坡安全等級勘探線間距（m）勘探點間距（m）一級<20<15二級20?3015?20三級30?4020?25場地布置勘探孔26個，鉆孔編號ZY08?ZY36鉆探過程中，ZY9-ZY12、ZY25ZY27共6個鉆孔，由于勘察期間（公路里程K2+95C?K3+080段）邊坡發(fā)生順層滑坡，業(yè)主要求以上6個鉆孔停止鉆探工作。故此段實際完成鉆孔20個。采取巖石樣品8組進行室內(nèi)巖石試驗。場地范圍內(nèi)紅粘土普遍覆蓋于石灰?guī)r之上，但厚度均不大，未采樣。4邊坡工程地質(zhì)條件及邊坡巖體分類4.1地質(zhì)構(gòu)造場地位于大耳山背斜的西翼，次級桐麻灣背斜的北西端近軸部， B段邊坡巖層產(chǎn)狀為295°/42°。據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查，在擬建場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層，構(gòu)造簡單。經(jīng)工程地質(zhì)調(diào)查測繪、鉆孔巖芯所揭露的裂隙綜合整理得出B段邊坡主要存在以下兩組構(gòu)造裂隙，LX1產(chǎn)狀：140°/56°，裂隙間距0.6?1.5m,延伸長度3.0?5.0m,張開度1?3mm結(jié)合差，巖屑充填或巖屑夾泥質(zhì)充填，為硬性結(jié)構(gòu)面，較發(fā)育。LX2產(chǎn)狀：57°/62°。裂隙間距0.8?1.7m,延伸長度2.0?4.0m,張開度1?3mm結(jié)合差，巖屑充填或巖屑夾泥質(zhì)充填，為硬性結(jié)構(gòu)面，較發(fā)育。4.2地層巖性場區(qū)內(nèi)覆蓋層主要為第四系全新統(tǒng)殘坡積紅粘土， 基巖為三疊系下統(tǒng)嘉陵江組石灰?guī)r。4.3地震效應(yīng)評價根據(jù)《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》 (GB18306-2001圖A1)和《中國地震動峰值反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》(GB18306-2001圖B1)及《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2001，場地抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計基本地震加速度為0.05g，設(shè)計地震分組為第一組。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-200)場地類別的劃分應(yīng)按照覆蓋層厚度和場地土等效剪切波速進行劃分。土層的等效剪切波速按下式計算：nVse二do/t t二'(di/Vsi)i￡Vse 土層等效剪切波速(m/s)do 計算深度(m)，取覆蓋層厚度和20m二者的較小值；t 剪切波在地面至計算深度之間的傳播時間；di 計算深度范圍內(nèi)第i層土的厚度(m);B段邊坡平場后覆蓋層厚度為0.00?1.51m,覆蓋層為第四系殘坡積紅粘土，屬中軟土，Us為145m/s。場地類別定位I類。4.4不良地質(zhì)現(xiàn)象根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查、及鉆探資料，勘察區(qū)未見危巖崩塌、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象。場地巖溶不發(fā)育。2009年4月27日，在我單位外業(yè)施工期間，公路里程K2+95C?K3+080段右側(cè)斜坡發(fā)生巖質(zhì)順層滑坡。造成滑坡的主要誘發(fā)因素是由于斜坡坡腳平場機械開挖以及爆破施工致使斜坡巖體臨空松動， 在爆破振動的影響下發(fā)生沿巖體層面的滑動。4.5巖土體物理力學(xué)參數(shù)根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗確定：紅粘土層地基承載力特征值(經(jīng)驗值) fak=170kPa。經(jīng)室內(nèi)試驗統(tǒng)計分析結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗得出 B段強風(fēng)化石灰?guī)r地基承載力特征值取450kPa,中等風(fēng)化石灰?guī)r地基極限承載力標準值為 3310kPa,地基承載力特征值1092kPa.根據(jù)本次勘察，場地巖體完整程度為較完整，故場地中等風(fēng)化泥巖巖體基本質(zhì)量等級為川級。B段巖體物理力學(xué)參數(shù)標準值根據(jù)其巖石物理力學(xué)參數(shù)標準值折減確定。巖體抗拉強度標準值由巖石抗拉強度標準值乘以 0.40的折減系數(shù)確定為0.66MPa,巖體內(nèi)摩擦角標準值由巖石內(nèi)摩擦角標準值乘以 0.90的折減系數(shù)確定為37.8。，巖體粘聚力標準值由巖石標準值乘以 0.30的折減系數(shù)確定為1464kPa。參考《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB5033—2002)結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗取值。結(jié)構(gòu)面抗剪強度指標標準值的確定見下表：5.邊坡穩(wěn)定性分析及定量計算5.1定性分析裂隙編號裂隙產(chǎn)狀力學(xué)屬性結(jié)合程度內(nèi)摩擦角0(°)粘聚力c(kPa)LX1140°/56°硬性結(jié)構(gòu)面差2060LX257°/62°硬性結(jié)構(gòu)面差2060巖層產(chǎn)狀295°/42°軟弱結(jié)構(gòu)面很差18505.1.1土質(zhì)段邊坡陡傾角開挖，不穩(wěn)定5.1.2巖質(zhì)段邊坡定性評價赤平極射投影：B段邊坡產(chǎn)狀：319/90°,巖層產(chǎn)狀：295°/42°,LX1產(chǎn)狀：140°/56°、LX2產(chǎn)狀：57°/62°,赤平極射投影如圖1：①裂隙傾向與邊坡坡向相反(傾向坡內(nèi))：②裂隙傾向與邊坡坡向相切；③巖層傾向與邊坡坡向相同。①、②裂隙交線傾向與坡向相反，傾向106°。裂隙②與巖層面的交線產(chǎn)狀345°/39°。根據(jù)赤平投影結(jié)果，

B段邊坡陡傾角開挖受巖層產(chǎn)狀及LX1和LX2組合結(jié)構(gòu)面交線影響，可能產(chǎn)生巖層的順層滑動以及沿裂隙②與巖層面交線組成的楔形體的滑動。邊坡破裂E角為39°（取外傾結(jié)構(gòu)面和45°+?12兩者中的較小值）EMO：l4aOfz5Lff處557.0X20紳幟?295.業(yè)42心◎3贈；345,0739,(TEkM④：捕2酉『直幻的位90卅圖1：邊坡與結(jié)構(gòu)面赤平極射投影關(guān)系圖5.2定量計算根據(jù)2009年4月27日滑動的特點，選擇沿層面滑動的模式進行計算。計算工況：自重+重現(xiàn)期50年暴雨。邊坡穩(wěn)定性計算公式：巖質(zhì)邊坡平面滑動的穩(wěn)定驗算按《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB5033—2002）式5.2.4進行計算。公式如下：丫Vcos0tan6+Ac艮= * 丫Vsin0式中：K；—穩(wěn)定系數(shù)；3丫一巖土體的重度（kN/m）；c—裂隙面的粘聚力（kPa）;?—裂隙面的內(nèi)摩擦角（°）;a—單寬破裂面的面積（用；3V—單寬巖體的體積（m）；0—破裂面的傾角（°）。①計算方法根據(jù)邊坡可能沿巖層產(chǎn)狀產(chǎn)生的破壞， 按平面滑動計算，本工程安全等級二級取安全系數(shù)Fst=1.30。計算參數(shù)c=50kPa；?=18°;A=37.58m；V=159.21mi。巖層面傾角9=42°;巖體飽和丫=26.00kN/m3（經(jīng)驗值）。計算斷面的選取選取典型斷面17――17'計算，見下圖丫Vdos9tan?+ACK s= 丫Vsin926X159.21X0.74X0.32+37.58X50? 26X159.21X0.67?1.03⑤計算結(jié)果與分析A=37.58m,V=159.21mio以本工程公路里程K2+95曠K3+080段右側(cè)斜坡在施工是已發(fā)生發(fā)生滑坡看本次計算結(jié)果，穩(wěn)定系數(shù)：ks=1.03,B段邊坡陡傾角開挖將處于不穩(wěn)定狀態(tài)是可信的。按上述條件經(jīng)計算，當Fs=1.30時的臨界安全c=69kPa,?=29°5.3防治建議1）支護：可采用坡率法沿巖層層面放坡并護面。當無放坡條件或放坡條件不足時應(yīng)進行支擋。2） 應(yīng)作好截排水處理。3） 施工中應(yīng)加強對巖體結(jié)構(gòu)面性狀的復(fù)核，進一步校核層面的c、?值并進而復(fù)核邊坡穩(wěn)定性計算，調(diào)整設(shè)計（即“信息法施工，動態(tài)設(shè)計”）。工程體會通過《重慶涪陵白濤化工園區(qū)主干公路工程勘察》邊坡的勘察工作，有以下體會：邊坡是一種致災(zāi)地質(zhì)體。勘察中應(yīng)重點查明邊坡的主要要素（坡高、坡型、平面及空間邊界條件）判斷可能的破壞模式和準確確定計算參數(shù)，對于巖質(zhì)邊坡應(yīng)特別重視結(jié)構(gòu)面的性狀調(diào)查。邊坡是一種致災(zāi)地質(zhì)體。它具有復(fù)雜性且隨時間的變化有穩(wěn)定性降低的趨勢。其穩(wěn)定性的評價應(yīng)充分考慮這些因素，合理的確定計算工況、計算模式及計算參數(shù)等。3通過具備反算條件的邊坡的反算結(jié)果確定巖層c、?值，是一種行之有效的方法。給正確的穩(wěn)定性評價提供了充分的依據(jù)。4邊坡勘察的防治設(shè)計是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，宜采用“信息法施工”、“動態(tài)法設(shè)計”。5邊坡的治理建議的合理性取決于對邊坡破壞模式的正確判斷及準確的定量計算結(jié)果。此外，必須對“支護結(jié)構(gòu)”的使用條件有充分的認識。參考文獻：一次性勘察)《涪陵白濤化工園區(qū)主干公路邊坡工程地質(zhì)勘察報告》《工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(DBJ50-043-2005)