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(píng)價(jià)—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(chǎng)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(jí)，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(duì)象。B段邊坡為挖方邊坡，邊坡巖體類型WA類，破壞后果嚴(yán)重，邊坡安全等級(jí)為二級(jí)。巖質(zhì)邊坡按定性分析和定量計(jì)算進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)邊坡可能沿巖層面產(chǎn)生的破壞，按平面滑動(dòng)法計(jì)算穩(wěn)定系數(shù)，得出此段邊坡陡傾角開(kāi)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(xiàng)十分重要的工作?！案⒘臧诐@區(qū)主干公路一期工程邊坡”工程場(chǎng)地邊坡高度較大，坡度較陡。本人在實(shí)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?，F(xiàn)將工程情況及個(gè)人從中得到的體會(huì)敘述如下：工程情況介紹1邊坡概況及邊坡安全等級(jí)邊坡治理是工程建設(shè)中的一項(xiàng)重要且難度較大的工作，在工程建設(shè)投資中占有相當(dāng)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(cái)產(chǎn)安全，還能節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。該工程根據(jù)重慶市地方標(biāo)準(zhǔn)《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(kāi)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(lái)查明場(chǎng)地工程地質(zhì)條件。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)場(chǎng)地B段邊坡場(chǎng)地內(nèi)中等風(fēng)化石灰?guī)r的天然單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為33.1MPa,飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為28.5MPQ屬較硬巖。根據(jù)本次勘察，場(chǎng)地巖體完整程度為較完整，故場(chǎng)地中等風(fēng)化灰?guī)r巖體基本質(zhì)量等級(jí)為川級(jí)。 巖層產(chǎn)狀為295°/42°，據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查，在擬建場(chǎng)地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層，構(gòu)造簡(jiǎn)單。場(chǎng)地見(jiàn)兩組構(gòu)造裂隙，產(chǎn)狀分別為L(zhǎng)X1140/56°、LX257/62°。場(chǎng)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(jìn)行平場(chǎng)施工，外業(yè)鉆探時(shí)，地面高程為202.30?227.74m,地形坡角在5?57°之間。按設(shè)計(jì)要求，平場(chǎng)后形成的B段邊坡，由東南向西北傾斜，坡頂設(shè)計(jì)高程為206.34?227.74m,坡腳設(shè)計(jì)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(yán)重。邊坡安全等級(jí)確定為二級(jí)。根據(jù)《工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（DBJ50-043-2005）中的工程勘察等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),邊坡工程安全等級(jí)為二級(jí)，邊坡工程勘察等級(jí)為二級(jí)。2執(zhí)行的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)此工程為城市次干道二級(jí)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(duì)B段邊坡進(jìn)行評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)。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(jì)規(guī)范》（DBJ50-047-2006）、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001作為所要論述問(wèn)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(zhǎng)約420.19m,邊坡工程安全等級(jí)為二級(jí)，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(diǎn)間距邊坡安全等級(jí)勘探線間距（m）勘探點(diǎn)間距（m）一級(jí)<20<15二級(jí)20?3015?20三級(jí)30?4020?25場(chǎng)地布置勘探孔26個(gè)，鉆孔編號(hào)ZY08?ZY36鉆探過(guò)程中，ZY9-ZY12、ZY25ZY27共6個(gè)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(gè)鉆孔停止鉆探工作。故此段實(shí)際完成鉆孔20個(gè)。采取巖石樣品8組進(jìn)行室內(nèi)巖石試驗(yàn)。場(chǎng)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(chǎng)地位于大耳山背斜的西翼，次級(jí)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(chǎng)地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層，構(gòu)造簡(jiǎn)單。經(jīng)工程地質(zhì)調(diào)查測(cè)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(zhǎng)度3.0?5.0m,張開(kāi)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(zhǎng)度2.0?4.0m,張開(kāi)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(chǎng)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(píng)價(jià)根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》 (GB18306-2001圖A1)和《中國(guó)地震動(dòng)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(jì)規(guī)范》(GB50011-2001，場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-200)場(chǎng)地類別的劃分應(yīng)按照覆蓋層厚度和場(chǎng)地土等效剪切波速進(jìn)行劃分。土層的等效剪切波速按下式計(jì)算：nVse二do/t t二'(di/Vsi)i￡Vse 土層等效剪切波速(m/s)do 計(jì)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(jì)算深度之間的傳播時(shí)間；di 計(jì)算深度范圍內(nèi)第i層土的厚度(m);B段邊坡平場(chǎng)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(chǎng)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(jiàn)危巖崩塌、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象。場(chǎng)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(chǎng)機(jī)械開(kāi)挖以及爆破施工致使斜坡巖體臨空松動(dòng)， 在爆破振動(dòng)的影響下發(fā)生沿巖體層面的滑動(dòng)。4.5巖土體物理力學(xué)參數(shù)根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定：紅粘土層地基承載力特征值(經(jīng)驗(yàn)值) fak=170kPa。經(jīng)室內(nèi)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)得出 B段強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)值為 3310kPa,地基承載力特征值1092kPa.根據(jù)本次勘察，場(chǎng)地巖體完整程度為較完整，故場(chǎng)地中等風(fēng)化泥巖巖體基本質(zhì)量等級(jí)為川級(jí)。B段巖體物理力學(xué)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)其巖石物理力學(xué)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值折減確定。巖體抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值由巖石抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值乘以 0.40的折減系數(shù)確定為0.66MPa,巖體內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值由巖石內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值乘以 0.90的折減系數(shù)確定為37.8。，巖體粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值由巖石標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)取值。結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值的確定見(jiàn)下表：5.邊坡穩(wěn)定性分析及定量計(jì)算5.1定性分析裂隙編號(hào)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(kāi)挖，不穩(wěn)定5.1.2巖質(zhì)段邊坡定性評(píng)價(jià)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(kāi)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(dòng)以及沿裂隙②與巖層面交線組成的楔形體的滑動(dòng)。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(zèng)；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(jì)算根據(jù)2009年4月27日滑動(dòng)的特點(diǎn)，選擇沿層面滑動(dòng)的模式進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算工況：自重+重現(xiàn)期50年暴雨。邊坡穩(wěn)定性計(jì)算公式：巖質(zhì)邊坡平面滑動(dòng)的穩(wěn)定驗(yàn)算按《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB5033—2002）式5.2.4進(jìn)行計(jì)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(jì)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(dòng)計(jì)算，本工程安全等級(jí)二級(jí)取安全系數(shù)Fst=1.30。計(jì)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(yàn)值）。計(jì)算斷面的選取選取典型斷面17――17'計(jì)算，見(jiàn)下圖丫Vdos9tan?+ACK s= 丫Vsin926X159.21X0.74X0.32+37.58X50? 26X159.21X0.67?1.03⑤計(jì)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(jì)算結(jié)果，穩(wěn)定系數(shù)：ks=1.03,B段邊坡陡傾角開(kāi)挖將處于不穩(wěn)定狀態(tài)是可信的。按上述條件經(jīng)計(jì)算，當(dāng)Fs=1.30時(shí)的臨界安全c=69kPa,?=29°5.3防治建議1）支護(hù)：可采用坡率法沿巖層層面放坡并護(hù)面。當(dāng)無(wú)放坡條件或放坡條件不足時(shí)應(yīng)進(jìn)行支擋。2） 應(yīng)作好截排水處理。3） 施工中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)巖體結(jié)構(gòu)面性狀的復(fù)核，進(jìn)一步校核層面的c、?值并進(jìn)而復(fù)核邊坡穩(wěn)定性計(jì)算，調(diào)整設(shè)計(jì)（即“信息法施工，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)”）。工程體會(huì)通過(guò)《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(huì)：邊坡是一種致災(zāi)地質(zhì)體?？辈熘袘?yīng)重點(diǎn)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(zhǔn)確確定計(jì)算參數(shù)，對(duì)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(shí)間的變化有穩(wěn)定性降低的趨勢(shì)。其穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)應(yīng)充分考慮這些因素，合理的確定計(jì)算工況、計(jì)算模式及計(jì)算參數(shù)等。3通過(guò)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(píng)價(jià)提供了充分的依據(jù)。4邊坡勘察的防治設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，宜采用“信息法施工”、“動(dòng)態(tài)法設(shè)計(jì)”。5邊坡的治理建議的合理性取決于對(duì)邊坡破壞模式的正確判斷及準(zhǔn)確的定量計(jì)算結(jié)果。此外，必須對(duì)“支護(hù)結(jié)構(gòu)”的使用條件有充分的認(rèn)識(shí)。參考文獻(xiàn)：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(bào)告》《工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(DBJ50-043-2005)