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《岩土·月半》特辑 GTS NX在高边坡工程中的应用 从入门到精通 从今天开始我们微信公众号连载马老师的《岩土·月半》特辑 GTS NX在高边坡工程中的应用从入门到精通，难得的好资料，马老师亲自手打，是我们的福气啊！ MIDASIT技术中心金牌讲师 岩土月半“二小姐”，讲师经验4年，北京交通大学岩土工程硕士，负责《岩土月半》网络课堂，MIDAS官方全国岩土群技术支持，全国岩土大客户技术支持、培训等工作，参与编写MIDAS岩土用户手册等技术资料。 2.边坡工程实例分析2.1 工程概况2.1.1 工程及水文地质条件某高速公路K2789+150滑坡，原施工图设计此处滑坡路堑边坡为两级边坡，坡高约12米左右。一级坡坡率1：1，坡面自然刷方，岩层裸露；二级坡坡率1:1.5-1:2，坡面种植松树及草皮。拟建工程处切坡较陡峭，坡脚修筑顶宽1米，高约1.5米左右的浆砌片石挡墙防护。2013年4月下旬，高速公路养护中心工作人员发现该浆砌片石挡墙有开裂错位、浆砌石隆起裂缝、公路路面隆起起伏不平，并在坡顶发现横向裂缝。发现滑坡后，养护中心高度重视，委托相应勘察单位进行勘察工作并编制了岩土工程勘察报告，采取路面洗刨的临时补救措施，几年内多次对滑坡进行治理，但并未对其彻底根治。 该高速公路于2008年通车，K2789+150滑坡处交通便利。拟建工程区地处构造侵蚀低丘地貌。勘察场地微地貌单元山体边坡，原自然边坡坡度约为10-20°因高速公路修建进行了切坡，现人工边坡坡脚横向长度约为130m，边坡20°-45°，坡面倾向约为210-215°，边坡上设二级缓坡平台，边坡周围植被发育一般，主要为小松林和灌木。 根据野外工程地质调绘及勘探揭露的地层岩性，并结合搜集资料，测区地层出露较为复杂，地层由新至老依次为人工填土层、第四系、石炭系大塘组（C1d）碳质页岩夹煤层，现分述如下： 1）人工筑填（Qml）：灰黑色，稍湿，硬可塑状。主要由风化岩碎屑及黏性土形成。分布于路基，厚度0.5-1.0米。表层为路面结构层，与下卧风化层接触关系清楚。 2）含碎石粉质黏土（Q2el+dl）：黄褐色，稍湿，硬塑状-坚硬状，成分不均匀，含较多的碎石，分布于山体的表层，厚度0.5-2.5米，层厚差异大，无规律分布。 3）全风化碳质页岩（C1d）：灰黄色、灰色，原岩结构及构造已完全破坏，原岩矿物大部分风化呈黏土矿物及次生矿物，风化强烈，岩体极为破碎，质地极软，镐易挖，水浸泡易软化，手捻易碎。干钻可钻进。 4）强风化碳质页岩（C1d）：浅灰色、灰黑色，页理结构，薄层状构造，岩石风化强烈，裂隙发育，岩体破碎，基本质量等级为Ⅴ级，属软岩，岩心呈碎块状、渣状，镐可挖，干钻难钻进，岩芯呈碎块状，TCR=50-70%，RQD=0。全场地均有分布，厚度 5）中风化碳质页岩（C1d）：灰黑色，薄层理状构造，岩体较破碎，基本质量等级为V级，属软岩，岩芯呈短柱状、碎块状，TCR=80-90%，RQD＜20，全场地均有分布。 6）煤层（C1d）：黑色，层状、薄层状构造，由炭质及泥质构成，含碳量高，污手，质地极软，钻进快，取芯渣状，该层透镜状分布于碳质页岩中。 7）含滑石页岩（C1d）：灰白色。稍湿，硬可塑状，层状、薄层状构造。由滑石极泥质矿物组成，触手滑润，岩体破碎，基本质量等级为V级，属极软岩。局部夹薄煤层，岩心呈土状，TCR=85-90%，RQD=0.该层分布于炭质页岩中，局部呈夹层透镜体，厚度1.0-4.8m。 该场地水文网不发育，勘察工作区无大的地表水系，滑坡体南面下方约300m有一小型水库，水库常年有水，水库蓄水水位约为90.5米，低于滑坡发生处的整体标高，该水库与滑坡无直接水力联系。 2.1.1 滑坡工程地质特征该滑坡体整体上空间形态呈下大上小的似半弧形，坡脚横向总宽度约105m，轴向走向约南北向，长约90m，总高约30m，滑坡面积约7060m2 ,估测滑坡体厚度为10-15m，属于中型岩质滑坡。该滑坡体周界新鲜明显，滑坡要素齐全，现分别描述如下： 1）滑坡周界 新鲜明显，略呈弧形发展，拉裂张性及压扭性，是该滑坡体的主裂隙，呈上宽下窄，由坡顶向两翼贯通，长约300m。牵引段张性裂缝宽约0.30-0.50m，滑体下措0.2-0.3m；右翼（自上往下）张性裂缝宽0.1-0.3m；左翼边界为压扭性；滑坡前沿位于坡底高速公路区表现为地表不均匀隆起，隆起高度0.1-0.2m。 2）滑坡后壁 走向约270°-305°，呈弧型张性裂缝，裂缝宽0.3-0.5m；地表主要由坡积粉质黏土及全风化层组成，由于防水措施裂缝被黏性土筑填至较密实，产状不明。 3）滑坡前缘 位于滑坡体底部，宽约75m，表现为护坡挡土墙遭到破坏，北部挡土墙表现为墙体位移、裂缝及施工缝前后错位，张性裂缝错位变形值约为10-15cm；南部挡土墙挤压变形隆起，相对位移较小。坡底高速公路区表现为地表不均匀隆起，隆起高度0.1-0.2m。 4）滑坡裂缝 除滑坡主裂缝外，在一级、二级马道及坡面见有多条横向裂缝，裂缝宽1-5cm，长2-5cm不等，部分护坡浆砌片石隆起或张性破坏。 5）滑坡轴线 根据滑坡边界裂缝形态及裂缝性质及滑坡前沿隆起范围等综合判断，滑坡主轴线走向自北向南约110°。 6）滑坡体和滑带 滑坡体岩土由风化较强烈的炭质页岩及煤层、页岩层组成，滑坡体垂直方向自上而下为全风化、强风化及中风化炭质页岩，岩层中裂隙发育，岩体破碎，炭质页岩中夹有含滑石页岩、煤层透镜体，含滑石页岩、煤层抗剪强度低，遇水软化，是滑坡带主要诱发地段，并成为滑带的主要部分；滑坡体基底为中微风化炭质页岩。 经钻孔揭露，滑坡体中存在两条滑带。上部分布于滑坡体中下部，埋深6-10m，下部滑带分布于滑坡体下部，埋深15-21米，见剖面图： 图4 典型地质剖面图 表1. 岩土物理参数表 执行分析的目的是因为根据剖面图情况，工点位置存在两个软弱夹层“煤层”和“含滑石页岩”层，无法判断边坡破坏的滑移面，因此，分析目的之一是确定边坡在一般工况和暴雨工况下的实际可能的滑移面，之二是根据确定的滑移面，确定边坡的初步治理方案，并给出治理方案的可行性分析结果和边坡在一般工况和暴雨工况下的整体稳定性结果。 《公路路基设计规范JTG D30-2015》条文7.2.2：滑坡稳定性分析应采用工程地质类比法和力学计算相结合的方法，并应符合下列要求： 1滑坡稳定性计算应考虑下列三种工况： 1）正常工况：边坡处于天然状态下的工况； 2）非正常工况Ⅰ：边坡处于暴雨或连续降雨状态下的工况； 3）非正常工况Ⅱ：边坡处于地震等荷载作用下的工况。 2滑坡稳定系数不得小于表7.2.2所列稳定安全系数数值。对非正常工况Ⅱ，路基稳定性分析方法及稳定安全系数应符合现行《公路工程抗震规范》（JTG B02）的规定。 表7.2.2 滑坡稳定安全系数
注：1.滑坡地质条件复杂或危害程度严重时，稳定安全系数可取大值；地质条件简单或危害程度较轻时，稳定安全系数可取小值。 2.滑坡影响区域内有重要建筑物（桥梁、隧道、高压输电塔、油气管道等）、村庄和学校时，稳定安全系数可取大值。 3.水库区域公路滑坡防治，周期性库水位升降变化频繁、高水位与低水位间落差大时，稳定安全系数可取大值。 4.临时工程或抢险应急工程，滑坡防治工程设计按照正常工况考虑，稳定安全系数可取1.05。 3滑坡稳定性分析应考虑的荷载：滑块重力、滑坡体上建筑物等产生的附加荷载、地下水产生的静水压力和动水压力、骑车荷载等永久荷载，以及地震作用力、作用在滑块体上的施工临时荷载等。
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