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公路工程岩质挖方边坡的分析流程解析

9月前浏览257
     最近有一个同仁给我留言提到了这个问题,我借着中午的休息时间整理了一下跟大家分享下我的想法:
     (1)有一个自己的思维框架,结合规范、书籍进行整理,不要遇到问题就百度(现在还有ai),大框架是肯定固定的;
    (2)工具与思路要并行。现在AI正在重塑我们的工作体系,我们要清楚的认识到AI对于我们工作的巨大提升,比如我开发的平台,一个自动化平台是解决所有路基路面重复性工作的平台,一个智能化平台是集成路基路面所有相关计算的平台,搁以前我花几十万雇人可能都做不出来,因为我的思路和借助外力(不懂我们公路设计的编程师)不可能正正得正,肯定有偏差。那么我们弄明白原理后,可以做相关的程序,再也不用找国内外的软件,自己就可以!
       第一,遇到岩质边坡,首先设计与地勘调查通行,产状多测,手机现在各种app,找不到就自己用豆包生一个,得到产状后结合现场情况进行初步的赤平投影定性判断。这里主要明确的是顺倾或者反倾,有没有多组节理构成楔形体破坏,定性判断是否稳定。

单组结构面稳定性判据

当边坡中只有一组结构面时,稳定性分析主要考虑结构面与边坡的相对位置关系:

1. 稳定结构(倾向相反)

判据:结构面走向与边坡走向一致,但倾向相反(倾向差 > 90°)
表现:在赤平投影图上,边坡M与结构面J的投影弧相对
结论:结构面倾向坡内,不会发生顺层滑动,属于稳定结构

2. 不稳定结构(倾向相同,倾角小于坡角)

判据:结构面与边坡走向、倾向相同(倾向差 ≤ 20°),且结构面倾角 < 边坡角
表现:结构面J的投影弧位于边坡M的投影弧之外
结论:结构面倾向坡外且倾角较缓,容易发生顺层滑动,属于不稳定结构

3. 基本稳定结构(倾向相同,倾角大于坡角)

判据:结构面与边坡走向、倾向相同,但结构面倾角 > 边坡角
表现:结构面J的投影弧位于边坡M的投影弧之内
结论:结构面虽倾向坡外但倾角较陡,不易滑动,属于基本稳定结构

4. 大角度斜交(倾向差20°-90°)

判据:结构面与边坡倾向呈斜交关系(倾向差 20°-90°)
稳定性判断:

  • 倾角 > 坡角:

    倾角较陡,结构基本稳定  
  • 倾角 < 坡角:

    存在非主方向滑动可能,需结合现场进一步判断  

两组结构面稳定性判据(楔形体破坏)

当边坡中存在两组或多组结构面时,两组结构面相互切割形成楔形体,主要分析楔形体沿组合交线滑移的可能性:

1. 最稳定结构(交点在对侧)

判据:两结构面J₁、J₂的交线投影点M位于边坡投影弧cS(人工边坡)及nS(天然边坡)的对侧
含义:组合交线倾向与边坡倾向相反(倾向差 > 90°),交线指向坡内
结论:楔形体无法沿交线滑出坡面,不会形成楔形体破坏,属于最稳定结构

2. 稳定结构(交点在cS内侧)

判据:交线投影点M与边坡投影弧在同一侧,但在cS(人工边坡)的内侧
含义:组合交线倾向与坡面倾向一致,但交线倾伏角大于坡角
结论:交线倾伏角过陡,楔形体难以沿交线滑移,属于稳定结构

3. 较稳定结构(交点在nS外侧)

判据:交线投影点M在nS(天然边坡)的外侧
含义:组合交线倾向与坡面倾向一致,但交线倾伏角小于天然坡角
结论:楔形体尖端在坡顶以上未出露,较稳定,属于较稳定结构

4. 不稳定结构(交点在nS和cS之间,倾向差≤30°)

判据:交线投影点M在nS(天然边坡)和cS(人工边坡)之间,且交线倾向与坡面倾向夹角 ≤ 30°
含义:交线倾伏角介于天然坡角和开挖坡角之间,楔形体尖端出露于坡面
结论:楔形体可能沿交线滑出,存在楔形体破坏风险,属于不稳定结构

5. 较稳定结构(大角度斜交30°-90°)

判据:交线倾向与坡面倾向呈大角度斜交(夹角 30°-90°)
含义:交线方向与坡向显著偏离,楔形体受两侧结构面侧向约束
结论:楔形体沿交线滑移可能性较小,侧向约束较强,属于较稳定结构


             第二、定性判断完成后,进入半定量破坏模式确定阶段,明确是否有平面滑动、楔形体破坏或倾倒破坏的可能。
      定性判断有平面破坏的可能时,需要结合岩体的综合内摩擦角进行半定量判断,当结构面走向与边坡走向近于平行(倾向差小于或等于20°),且结构面倾角小于坡角时, 可能沿单一结构面发生平面滑动破坏。这种破坏模式最为常见和危险。确定确实有平面破坏的可能,那么就需要进一步进行定量分析——边坡稳定性分析,直线滑动或复合性滑动破坏,根据设计安全系数选取相应的支挡措施,保证边坡的长寿命周期稳定。
        定性判断有楔形体破坏的可能时,同样需要结合岩体的综合内摩擦角进行半定量判断,但是对其综合内摩擦角需要结合现状进行折减。当边坡岩体中有两组或两组以上的结构面相互切割形成楔形体时, 如果组合交线的倾向与边坡倾向近于一致(夹角≤30°或20°,具体选用,我一般选择30°),且组合交线的倾伏角介于天然坡角与开挖坡角之间, 说明楔形体尖端出露于坡面,楔形体可沿交线向临空面滑移破坏。 楔形体破坏是岩质边坡中最常见的破坏模式之一,其稳定性取决于交线的几何特征和两侧结构面的力学性质。如果确定楔形体破坏后,一般小规模破坏可不再进行楔形体稳定系数的计算,半定量已经是有力的证据,采用主被动防护网;但较大规模破坏时需要进行楔形体稳定系数的计算,从而为支挡设计提供设计依据。

      岩土月半中曾详细介绍过:倾倒破坏的破坏体中心位置伴随旋转和滑移,因此单凭滑移的活动力和阻力不能计算出安全系数。所以,通过赤平投影分析,首先分析出破坏体形成可能性和破坏可能性,随之选取加固工法(随机岩栓,具有落石可能性的区间采取防落石网及落石护栏等)发生倾倒破坏应满足以下基本条件:

     1)不连续面的走向应与边坡走向平行或者误差范围在+20 以内(根据情况有可能更大,±30)

     2)不连续面与边坡倾角相反,并以密集形式存在;

     3)根据可能形成破坏体的几何条件,不连续面的垂直方向,即不连续面极点的倾角。不连续面极点的倾角<边坡的倾角 -不连续面的摩擦角

        总之,岩质边坡肯定要比土质边坡的流程繁琐些,但是明确原理,然后采用针对性的分析,赤平投影阶段可结合cs mr法进行更详细的现场综合分析。


来源:博强路基路面设计
岩土
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-12-04
最近编辑:9月前
博强路基路面
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