某傾倒式危巖降雨情況下穩(wěn)定性分析

韓春雨 楊會(huì)強(qiáng)

危巖體是工程建設(shè)過程中需要引起特別重視的一類地質(zhì)災(zāi)害，其破壞前具有很強(qiáng)的隱蔽性，破壞時(shí)具有突發(fā)性。本文討論的某電站Ⅲ號危巖，其下方緊鄰寬度約3m的鄉(xiāng)村公路，公路下方建設(shè)水電站廠房，如果該危巖體在誘發(fā)因子（降雨、地震等）的作用下發(fā)生失穩(wěn)破壞，將會(huì)對山上居民的交通、人身財(cái)產(chǎn)及電站的建設(shè)和正常運(yùn)營產(chǎn)生重大影響。本文對降雨?duì)顩r下危巖的穩(wěn)定性情況進(jìn)行模擬分析。

1. 危巖地質(zhì)條件

Ⅲ號危巖體高度30m左右，坡度約為75°，由生物碎屑灰?guī)r組成的陡崖，在高傾角卸荷裂隙和緩傾角節(jié)理切割的作用下,其腰部呈現(xiàn)兩條未貫穿的近水平裂隙，N30-40°WNE＜3°，頂部呈現(xiàn)兩條裂隙，N20-30°WNE＜85°-90°，張開10～20cm；經(jīng)現(xiàn)場測量、分析初步判斷該危巖在誘發(fā)因子作用下可能會(huì)發(fā)生傾倒式破壞。危巖體現(xiàn)狀見圖1。

圖1 危巖體現(xiàn)狀圖

2. 危巖體穩(wěn)定分析

2.1 降雨與危巖體的關(guān)系

危巖體在雨中、雨后一定時(shí)間后發(fā)生失穩(wěn)破壞占危巖體崩塌破壞的70%以上。降水是誘發(fā)危巖體產(chǎn)生破壞的主要因子之一，由于水體浸入巖體裂隙，會(huì)降低充填物的物理力學(xué)參數(shù)（如抗剪強(qiáng)度指標(biāo)），特別是當(dāng)充填物為黏性土?xí)r，在水的作用下，黏土產(chǎn)生潤滑效果，對危巖體發(fā)生失穩(wěn)破壞起到了加劇作用。除此之外，水體聚集在裂縫，會(huì)產(chǎn)生動(dòng)水壓力、靜水壓力，在短時(shí)間內(nèi)具有一定的水頭，對危巖體產(chǎn)生劈裂作用，加劇裂縫的貫通、張開，促進(jìn)了危巖體變形失穩(wěn)。

2.2 降雨下穩(wěn)定分析

采用plaxis軟件對在暴雨影響下的危巖體進(jìn)行穩(wěn)定性模擬分析，選取模擬參數(shù)為：降水高度占裂隙1/3深度。

圖2 暴雨下總位移圖

圖3 右上角點(diǎn)位移對比圖

由圖2可以得到危巖體右上角位移最大，總位移兩達(dá)37.4mm；由圖3可以看出產(chǎn)生的位移主要為水平位移，垂直位移量極小。從以上數(shù)據(jù)分析可知，該危巖體破壞模式是上部逐漸向臨空側(cè)發(fā)生位移，直至發(fā)生傾倒破壞。模擬結(jié)果可以得到，降雨對危巖體發(fā)生失穩(wěn)破壞起到了加速誘發(fā)作用，由于該危巖體破壞對工程影響較大，為防止居民、國家人身財(cái)產(chǎn)安全遭到損失，需要對其采取加固處理措施。

2.3 邊坡處治措施分析

按照危巖體級別分類，該危巖體為Ⅱ級，經(jīng)過方案對比分析，決定采取錨索錨固與其他處理措施聯(lián)合防治的方案。

3. 錨固處理效果分析

分析在暴雨工況下，錨索不同施工階段對危巖體的加固作用（未考慮后緣裂隙采取措施進(jìn)行封填）。

圖4一排錨索支護(hù)總位移云圖

圖5兩排錨索支護(hù)總位移云圖

通過圖4可以看到，在完成第一排錨索錨固后，其最大位移量是17.63 mm，較未支護(hù)情況下減少了19.77mm；由圖5可知錨固施工完成后其最大位移量為14.47mm，較未支護(hù)情況下減少了22.93mm；以上分析說明錨索錨固該危巖體的方案起到了很好的作用，有效地預(yù)防了該危巖傾倒破壞的發(fā)生。另外實(shí)際施工中錨索注漿會(huì)浸入裂隙，對危巖穩(wěn)定也起到了一定作用，同時(shí)還對頂部裂縫進(jìn)行了封堵，加強(qiáng)了對危巖體發(fā)生破壞的防范。