顺层边坡开挖一定会滑动而需要加固吗(假日专题)

在工程中有些技术人员往往遇见顺层边坡时都会有不同程度的紧张,因此,在边坡开挖时都往往会采用工程进行加固。但顺层边坡真的都需要加固吗?其实未必!这与顺层边坡的倾角、结构面(层面)的力学性质、开挖扰动和卸荷等密切相关。
一、顺层倾角的影响

根据笔者十多年前依据收集的全国123处顺层滑坡样本,对不同层面倾角区间的顺层岩质滑坡的各种相互关系进行定量化分析和归纳总结,得出不同层面倾角顺层滑坡贡献率程度分析,可以得出如下结论:

1、层面倾角为15°~25°的坡体,顺层岩质滑坡贡献率程度最高,占滑坡总贡献率的46.42,占滑坡总数量的48.8%,是顺层岩质滑坡最为发育的倾角区间。

2、当层面倾角大于35°时,顺层岩质滑坡的贡献率最低,这是由于人工边坡的开挖坡度可能已接近或缓于岩层倾角及滑面后,不宜造成顺层滑坡所致。而当岩层倾角小于10°时,由于地层产状过缓,造成滑体在层面内摩擦角或粘聚力的作用下,抗力往往大于潜在下滑力所致。

这也就是说,顺层边坡在不同的倾角情况下均可能发生滑坡,但并不是不同倾角的顺层边坡就一定会发生滑坡。不同倾角的顺层边坡发生滑坡的概率不同,就反映了顺层边坡并不一定会肯定发生滑坡,只是有些倾角情况下发生滑坡的概率比较高而已。换句话说,认为顺层边坡开挖后都会发生滑坡而需要加固的思想是不对的。
二、结构面力学性质的影响
顺层边坡滑动必须是层面的倾角小于开挖边坡的坡率,否则就可能演变为崩塌而非顺层滑移。
对于层面倾角小于边坡坡率的顺层边坡,只要结构面的综合内摩擦角大于滑面的倾角,则边坡的往往也是稳定的,只是稳定性不同而已,但总是大于稳定系数1这个极限值。
此外,对于顺层边坡的定义,不同的规范有着不同的定义。有的规范认为岩体倾向与坡向的夹角小于45°时可定义为顺层边坡,有的规范认为岩体倾向与坡向的夹角小于35°时可定义为顺层边坡。但不管何种定义,只要换算后的似倾角大于结构面的综合内摩擦角,就说明坡体的稳定性存在一定隐患,而可能需要设置工程进行加固防护。
因此,顺层边坡是否需要预加固,一定要分析开挖后的顺层边坡稳定系数是否满足规范的安全系数要求。对于不满足的,如处于基本稳定、欠稳定,甚至是可能开挖后要失稳,就一定要设置不同规格的工程进行预加固。
预加固的好处是尽量减小边坡开挖扰动、卸荷等造成的潜在滑面参数由峰值强度下降的过多。越早进行预加固,则由于潜在滑面参数力学性能较好,设置的补偿工程规模就越小。反之,随着潜在滑面参数力学性能不断下降,后期所需要提供的工程补偿措施就越强。即所谓“治早治小”。
综上,顺层边坡是具有开挖后易于发生滑坡的天性,但并不是所有的顺层边坡都可能发生滑坡动而需设置工程进行支挡。正如并不是所有的感冒(顺层)都需要吃药(治理),只要这个人的体质够好(物理力学性质够好),就能够有效的利用自身的素质而痊愈。
当然,遇上感冒(顺层)了,最好还是要有一个认真的态度,毕竟感冒是一种病态,如果不能认真对待,对体质弱的人(物理力学性质差),就有可能演变为大病(滑坡)。对体质好的人(物理力学性质好),如果熬夜、受凉等不利因素太多(坡体扰动太大或水作用下),也就有可能会成为重大疾病发生的前兆,甚至发生ICU(滑坡)。
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