工程地质问题 试述岩石产状对工程边坡稳定的影响及其在工程中的应对

岩层产状与土木工程建设有哪些影响?~

褶皱构造对工程的影响程度与工程类型及褶皱类型、褶皱部位密切相关，对于某一具体工程来说，所遇到的褶皱构造往往是其中的一部分，因此褶皱构造的工程地质评价应根据具体情况作具体的分析。在褶皱的翼部主要是单斜构造中倾斜岩层引起的顺层滑坡问题。倾斜岩层作为建筑物地基时，一般无特殊不良的影响，但对于深路堑、高切坡及隧道工程等则有影响。对于深路堑、高切坡来说，当路线垂直岩层走向，或路线与岩层走向平行但岩层倾向与边坡倾向相反时形成反向坡，就岩层产状与路线走向的关系而言，对边坡的稳定性是有利的；当路线与岩层走向平行且岩层倾向与边坡倾向一致时形成顺向坡，稳定性较差，特别是当边坡倾角大于岩层倾角时且有软弱岩层分布在其中时，稳定性最差。对于隧道工程来说，从褶皱的翼部通过一般较为有利。如果中间有软弱岩层或软弱结构面时，则在顺倾向一侧的洞壁，有时会出现明显的偏压现象，甚至会导致支护结构的破坏，发生局部坍塌。

工程地质问题可以大致概括为：强度、变形和渗流。
一、花岗岩
花岗岩地区最大的特点是球状风化，风化后的产物为粘土质砂及含砂粘土，具有一定的渗透性。
勘察应重点查明下列内容：
1 母岩地质年代和岩石名称；
2 岩石的风化程度，划分风化带；
3 岩脉和花岗岩等球状风化体(孤石)的分布；
4 岩土的均匀性、破碎带和软弱夹层的分布，节理发育情况及其产状；
5 地下水赋存条件；
6、岩土的物理力学性质、渗透性、承载力、基底摩擦系数等设计参数。

二、粘土岩
除上述外，尚应查明软化系数。
三、灰岩
除上述花岗岩所要查明的外，尚应注意岩溶发育状况，查明溶洞和土洞的分布。

边坡的稳定受岩石产状的影响，主要有如下几个方面:
I)岩体结构因素:在岩体强度及稳定性分析中，结构面被认为是特别重要的因素，结构面强度比岩体本身的强度低很多。由于软弱结构面的存在，岩体的整体强度大大降低，这增大了岩体的变形性能和流变性质以及加深了岩体的不均匀性、各向异性和非连续性等。大量的边坡工程失事证明，一个或多个结构面组合.边界的剪切滑移、张拉破裂和错动变形是造成边坡岩体失稳的主要原因。从边坡稳定性考虑，应特别研究岩体结构面的成因类型、规模、连续性及间距、起伏度及粗糙度、表面结合状态及充填物、产状及其与边坡临空面的关系等。
2)结构面的抗剪强度:结构面的抗剪强度是影响和计算边坡稳定的重要参数。对它的测定和选用应仔细研究，并考虑其与潜在破坏条件相协调。
应对措施，据潘院士所说，主要有以下几个步骤：
第一层次：通过地勘工作基本摸清岩体中的节理裂隙、断层破碎带、剪切错动带……（统称为结构面）的产状和分布，以及这些结构面上的物理力学特性，测定相应的参数。这是以后一切工作的基础。这一层次工作十分困难，不仅因为需很大的工作量和资金，更由于天然岩体的复杂性和勘探手段的局限，我们不可能“完全”查清情况，只能取得间断的几个数据，从而其结论不可能是定量和确定性的，更多是宏观上的判断、评价和估计，数据则带有统计（概率）和随机的性质。这也是岩石力学问题不可能像某些结构分析那样能给出较确定答案的原因。

第二层次：综合分析上述资料，将岩体概化为一个可以进行数学处理的模型（数学物理模型）。这个模型不仅要能基本上反映所研究岩体的各种边界条件（例如存在的各种结构面），而且要确定岩体在各种因素作用下的所有反应（应力、应变、变形、包括流变、开裂、扩展、屈服、破坏、崩坍……

），也就是要确定岩体的“本构定律”，和许多参数、判据，才能分析。显然，任何模型都只能是岩体的近似模拟。初期，岩体常被概化为非线性的连续体，后来逐渐发展为不连续体。

第三层次：对以上模型作数学分析，给出成果，提出措施，进行反馈。我国通过七•五、八•五攻关，结合李家峡、二滩、漫湾、三峡、小浪底等工程的实践，在以上三个层次都取得了成绩，有些达到国际先进水平。

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