巖體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析原理和方法分析

章梓檀　金晶晶　江雨澤

摘要：近年來，地質(zhì)工程建設(shè)的飛速發(fā)展極大地促進(jìn)了我國交通建筑行業(yè)的發(fā)展，但是，任何事情都有兩面性，越來越多的地質(zhì)工程被報(bào)道存在質(zhì)量問題，或者由于地質(zhì)災(zāi)害原因，導(dǎo)致了對(duì)工程的破壞。在對(duì)大量地質(zhì)工程做出綜合性研究的基礎(chǔ)上，我們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)由于自然災(zāi)害破壞的工程都位于山坡，山脊或者兩種不同巖石的交界處。這些地方都具有大致相似的特點(diǎn)，那就是工程地基下的巖體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。而這種不穩(wěn)定可以由多種原因?qū)е拢渲泻艽笠徊糠衷蚓褪亲匀粸?zāi)害，為了更大程度地保障工程的質(zhì)量問題和使用時(shí)間的持久性，對(duì)巖體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的原理分析就顯得十分的重要。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)工程；巖體結(jié)構(gòu)；穩(wěn)定分析；加固措施

中圖分類號(hào)：TU452 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3024（2016）06-156-02

前言

一般在地殼表面形成的最原始的巖體是比較穩(wěn)定的，因?yàn)樵谶@種原始巖體內(nèi)部，其巖層的方向一致，密度比較均勻，并且結(jié)構(gòu)分布也是連續(xù)完整的。原始巖體的穩(wěn)定性一般都能夠滿足基本的地質(zhì)工程要求，這種巖體也就是巖體研究學(xué)上常說的完整巖石。但是，就算是人的身體，使用時(shí)間長(zhǎng)了也會(huì)出現(xiàn)各項(xiàng)身體機(jī)能下降的問題，更何況是長(zhǎng)期在外風(fēng)吹日曬的巖體。在漫長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，由于各種地震、滑坡、泥石流等自然地質(zhì)因素和人類肆意開發(fā)土地等人為因素的影響，巖體的穩(wěn)定性受到了很大的破壞，其主要表現(xiàn)為在巖體內(nèi)部形成了許多裂縫，巖石結(jié)構(gòu)的完整性遭到破壞，受力方向各異。此時(shí)巖體不再穩(wěn)定。其強(qiáng)度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上原始巖體。

1.巖體穩(wěn)定的原理

要探索對(duì)巖體的加固措施，保障地質(zhì)工程的穩(wěn)定性，就要進(jìn)一步研究各種巖體的特征以及巖體穩(wěn)定的原理，知己知彼，方能百戰(zhàn)不殆，在此基礎(chǔ)上做出加固措施，才能真正起到作用。

1.1巖體的結(jié)構(gòu)組成

1.1.1結(jié)構(gòu)面

指由于各種原因?qū)е虏煌卣鞯牡刭|(zhì)界面開裂形成的裂縫，其分為原生結(jié)構(gòu)面、構(gòu)造結(jié)構(gòu)面和次生結(jié)構(gòu)面。結(jié)構(gòu)面的形成主要是由于巖層在緩慢的沉積過程中，在各種內(nèi)力外力，風(fēng)化侵蝕的作用下發(fā)生沉積斷裂，形成不連續(xù)、不完整的斷裂面。若干年之后，斷裂面上面會(huì)有新的沉積物蓄積，且經(jīng)過時(shí)間的積累，這些沉積物蓄積到一定程度，在重力作用和風(fēng)華侵蝕作用下會(huì)形成另一種巖體。填充在裂縫中，形成軟弱夾層。這時(shí)的巖體看上去雖然是完整的，但是，由于內(nèi)部斷裂，且新形成的軟弱夾層強(qiáng)度不夠，其穩(wěn)定性是非常差的。

1.1.2結(jié)構(gòu)體

結(jié)構(gòu)體與結(jié)構(gòu)面兩者之間的關(guān)系密切，具體可以從以下三個(gè)方面進(jìn)行闡述：

（1）形狀方面：結(jié)構(gòu)體的形狀與結(jié)構(gòu)面的組數(shù)密切相關(guān)

（2）尺寸方面：結(jié)構(gòu)體的尺寸與結(jié)構(gòu)面之間的間距密切相關(guān)

（3）順序方面：結(jié)構(gòu)體的順序與結(jié)構(gòu)面的順序有相關(guān)性

1.1.3結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體混合型

此型具有結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的組合特征，它不僅可以表達(dá)結(jié)構(gòu)面的組合情況和排列情況，還反映了巖體的發(fā)育程度和結(jié)構(gòu)體的尺寸以及幾何排列形式。其包括了結(jié)構(gòu)單元、組合情況、排列情況三個(gè)基本要素。

1.2巖體的特征研究

巖體的主要特征可以概括為以下幾點(diǎn)：

（1）作為巖體，首先其是地質(zhì)結(jié)構(gòu)的一部分。因此，同時(shí)存在于地質(zhì)體中的巖石，密度，酸堿度，地下水等情況都會(huì)對(duì)巖體有一定的影響。

（2）從巖體的結(jié)構(gòu)組成出發(fā)，結(jié)構(gòu)面是巖體結(jié)構(gòu)組成的核心和關(guān)鍵，而結(jié)構(gòu)面本質(zhì)上是由于巖體在沉積過程中發(fā)生沉積斷裂所形成的裂縫，原始巖體的完整性和穩(wěn)定性已經(jīng)遭到了極大的破壞，經(jīng)過科學(xué)勘測(cè)之后可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)生斷裂的巖體不管是密度，巖層走向還是陛能方面都已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于原始巖體。而結(jié)構(gòu)面的不穩(wěn)定性又決定了巖體的不穩(wěn)定性。

（3）巖體易受外力作用的影響。近年來，由于人類對(duì)土地的肆意開發(fā)，以及礦產(chǎn)挖掘，同時(shí)缺乏了植被的覆蓋保護(hù)。巖體遭到了極大地破壞，又由于我國人口眾多，交通運(yùn)輸?shù)膲毫Ρ容^大。巖體在長(zhǎng)時(shí)間的工作負(fù)重下出現(xiàn)變形。其變形的性質(zhì)主要與結(jié)構(gòu)面的排列組合形式有關(guān)。

（4）巖體易受內(nèi)力作用影響。巖體之中其實(shí)是存在天然的應(yīng)力場(chǎng)的。受地球引力的作用，巖體本身也是存在自身重力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力的，由于巖體中諸多內(nèi)部應(yīng)力的存在，使得巖體l生質(zhì)比較復(fù)雜。

2.巖體的穩(wěn)定分析

巖體受到破壞，大部分的原因是已形成的結(jié)構(gòu)體在內(nèi)外力的共同作用下下滑移行。巖體穩(wěn)定性分析的實(shí)質(zhì)就是對(duì)現(xiàn)已存在的問題進(jìn)行分析，結(jié)合結(jié)構(gòu)面的特點(diǎn)，判斷結(jié)構(gòu)體移行的趨勢(shì)，運(yùn)用赤平極射投影原理分析，可以反映多個(gè)方面的內(nèi)容，綜合以上所得數(shù)據(jù)，經(jīng)過科學(xué)計(jì)算，用數(shù)據(jù)說明巖體的穩(wěn)定性，并進(jìn)行評(píng)估。

3.地質(zhì)工程的選址與加固要求

對(duì)地形地質(zhì)，巖體結(jié)構(gòu)與特征有了深入的了解之后，才能進(jìn)一步確定工程選址以及相應(yīng)的加固措施。

（1）巖體的結(jié)構(gòu)面斷裂帶，由于巖體結(jié)構(gòu)破壞以及軟弱夾層的出現(xiàn)，此區(qū)域的巖體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性大大下降，在選址時(shí)應(yīng)盡量避免區(qū)域斷裂帶。

（2）地址工程選址應(yīng)盡量選擇完整巖體，若實(shí)際情況沒有完整巖體，可選擇某一個(gè)可施工范圍比較大的巖體，

（3）至于加固措施，則需要根據(jù)地質(zhì)工程的地址，需要加固的部位、結(jié)構(gòu)和需求來確定適宜的加固法。目前我國比較常見的加固法有植筋加固法、碳纖維加固法、增大截面加固法、粘貼鋼板加固法、外包型鋼加固法等等。

4.結(jié)束語

總而言之，巖體的穩(wěn)定對(duì)于地質(zhì)工程的穩(wěn)定有直接的決定作用，而地質(zhì)工程的選址、設(shè)計(jì)、施工、加固都比較關(guān)鍵。選址在一開始就決定了工程地基是否穩(wěn)定，而加固相當(dāng)于是工程的保護(hù)傘，兩者缺一不可。在這種情況下，對(duì)巖體穩(wěn)定性原理和方法分析就尤為關(guān)鍵。