三門(mén)峽地區(qū)黃土邊坡穩(wěn)定性研究

【摘要】三門(mén)峽地區(qū)的黃土邊坡的穩(wěn)定性問(wèn)題是區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害治理、工程建設(shè)等面臨的主要問(wèn)題。本文具體分析湖濱區(qū)磁鐘鄉(xiāng)附近的黃土的邊坡穩(wěn)定性，提出了保持黃土邊坡穩(wěn)定的預(yù)防措施和方案。

【關(guān)鍵詞】三門(mén)峽地區(qū)；邊坡穩(wěn)定性

一、三門(mén)峽地區(qū)黃土邊坡工程地質(zhì)情況

（一）三門(mén)峽地區(qū)天然黃土特性：

1、自然的黃土以非飽和土為主，該地區(qū)天然黃土中含水量都小于10%，其飽和度約12%～30%。2、自然的黃土壓縮性比較大。自然的黃土孔隙比約是0.45-1.2，含有探索鹽類礦物的黃土大多數(shù)都是可溶的；因?yàn)辄S土大多數(shù)是節(jié)理發(fā)育的，孔隙很大，黃土有很強(qiáng)的可壓縮性。3、自然的黃土具有很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性，可觸變，黃土的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受鹽類礦物的含有量和組分影響非常大。4、自然的黃土還有濕軟性的特征，遇水的穩(wěn)定性非常差。

（二）三門(mén)峽地區(qū)黃土邊坡物理力學(xué)性質(zhì)

三門(mén)峽黃土的物理性質(zhì)是三門(mén)峽的黃土的粒徑主要為0.05-0.005mm粉粒，含量超過(guò)50%，高于0.05mm粒徑的砂粒和低于0.005mm的粘粒的含量較少。三門(mén)峽地區(qū)黃土的含水量一般低于10%，含水量浮動(dòng)大，隨著深度增加而增加。在開(kāi)采面上看地層從新到老的變化規(guī)律是砂粒和粉粒的含量逐漸降低，粘粒的含量增加。地層越老風(fēng)化的程度越厲害，顆粒就比較細(xì)。磁鐘鄉(xiāng)附近的黃土主要存在形式是半固態(tài)或者是固體，液性指數(shù)小于0。自然的黃土的抗剪強(qiáng)度的特征是新黃土抗剪強(qiáng)度的指標(biāo)小于老黃土抗剪強(qiáng)度。黃土的抗剪強(qiáng)度衰減速度隨著含水量的增加而增加。黃土的內(nèi)摩擦角變化不大。

（三）三門(mén)峽黃土邊坡的穩(wěn)定性的影響因素

三門(mén)峽黃土邊坡穩(wěn)定性包含兩個(gè)方面的問(wèn)題：邊坡上部的崩塌和邊坡中上部失穩(wěn)滑坡。邊坡的放坡方式和坡度對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響較大。雨水徑流和侵蝕作用對(duì)邊坡穩(wěn)定性有著極大的影響。依據(jù)三門(mén)峽的具體特征，人工切削邊坡加劇了對(duì)邊坡穩(wěn)定的擾動(dòng)，增加了邊坡的不穩(wěn)定因素。

二、黃土邊坡穩(wěn)定性分析

結(jié)合三門(mén)峽的黃土邊坡的實(shí)際情況可知，邊坡的穩(wěn)定程度不但跟其對(duì)應(yīng)的工程地質(zhì)條件有關(guān)系，還與邊坡自身的力學(xué)穩(wěn)定性有關(guān)。當(dāng)邊坡的坡體非常高并且水文地質(zhì)和工程地質(zhì)情況復(fù)雜時(shí)，僅依據(jù)工程地質(zhì)的條件和經(jīng)驗(yàn)的判斷會(huì)容易出現(xiàn)偏差。所以設(shè)計(jì)黃土邊坡的時(shí)候必須進(jìn)行力學(xué)穩(wěn)定性的驗(yàn)算。

三門(mén)峽地區(qū)的黃土坡有滑動(dòng)失穩(wěn)的情況因此選擇力學(xué)驗(yàn)算時(shí)選用了新分析法進(jìn)行評(píng)價(jià)。本文選擇了一處較典型的邊坡作為研究對(duì)象。研究?jī)?nèi)容有：①工程地質(zhì)條件的取樣試驗(yàn)和勘探工作；②分析評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)方案；③定期視察穩(wěn)定后的黃土邊坡問(wèn)題。

磁鐘村后的黃土邊坡，前緣坡高約25 m，坡腳為較寬平臺(tái)，為村落和政府所在地，邊坡主要為斜坡?tīng)顟B(tài)。

據(jù)鉆探揭露，在勘探深度范圍內(nèi)其地層巖性主要由人工填土、粉土組成，據(jù)其工程地質(zhì)性質(zhì)，場(chǎng)地可劃分為5個(gè)工程地質(zhì)單元層，現(xiàn)自上而下分述如下：

①層：粉土

黃褐色，稍密，稍濕，包含鈣質(zhì)網(wǎng)紋、小蟲(chóng)孔與鈣質(zhì)小結(jié)核，偶見(jiàn)鐵錳質(zhì)侵染，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低，搖震反應(yīng)中等，該層層厚2.0～7.0 m，平均厚度3.99 m，層底標(biāo)高568.68～602.66 m。本場(chǎng)區(qū)4#鉆孔、4#探井有人工填土分布，色雜，結(jié)構(gòu)松散，成份混雜，其成份主要為碎磚瓦塊，混以粉土組成。粉土粒徑0.005～0.075 mm的含量最大值為88.3%，最小值為50.6%，平均值為67.3%。

②層：粉土

褐黃色，中密，稍濕，包含鈣質(zhì)網(wǎng)紋與鈣質(zhì)小結(jié)核，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低，搖震反應(yīng)中，該層層厚5.0～8.0 m，平均厚度6.87 m，層底標(biāo)高562.43～594.66 m。粉土粒徑0.005～0.075 mm的含量最大值為84.7%，最小值為50.7%，平均值為62.5%。

③層：粉土

黃褐色，中密，稍濕，包含鈣質(zhì)網(wǎng)紋、小蟲(chóng)孔與鈣質(zhì)小結(jié)核，含少許蝸牛殼碎片，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低，搖震反應(yīng)中等。該層層厚4.0～7.6 m，平均厚度5.48 m，層底標(biāo)高557.43～590.66 m。粉土粒徑0.005～0.075 mm的含量最大值為84.5%，最小值為50.7%，平均值為60.8%。

④層：粉土

棕黃色，中密，稍濕，包含鈣質(zhì)結(jié)核，粒徑0.2～1.0 cm，含量約30%-40%，含少許蝸牛殼碎片，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低，搖震反應(yīng)中等，該層層厚4.2～8.0 m，平均厚度5.87 m，層底標(biāo)高571.03～583.73 m。粉土粒徑0.005～0.075 mm的含量最大值為83.9%，最小值為50.2%，平均值為52.0%。

⑤層：粉土

黃灰色，飽和，中密至密實(shí)，砂顆粒呈次棱角狀，分選性一般，礦物質(zhì)成份主要以長(zhǎng)石、石英為主，暗色礦物次之。該層未揭穿，最大揭穿厚度為8.0 m，最大揭露深度為30 m。粉土粒徑0.005～0.075 mm的含量最大值為82.4%，最小值為50.2%，平均值為56.6%。

黃土邊坡運(yùn)用新分析法、裂隙法和圓弧法穩(wěn)定分析計(jì)算，計(jì)算結(jié)果得出如下結(jié)論：1.運(yùn)用三種試驗(yàn)方法的土參數(shù)表明，可以看出坡體的穩(wěn)定性良好：飽水直剪固結(jié)快剪參數(shù)的計(jì)算，坡體失穩(wěn)：直剪快剪計(jì)算出坡體是穩(wěn)定的。2.新分析法的值和裂隙法和圓弧法值比較小一些。3.邊坡土體不飽和，飽水直剪固結(jié)快剪計(jì)算的系數(shù)高。

三、邊坡穩(wěn)定性的預(yù)防措施

必須保證黃土邊坡的穩(wěn)定，邊坡長(zhǎng)久在外界暴露，常受雨、風(fēng)、氣溫等因素的共同作用，會(huì)產(chǎn)生洪水沖刷、坡面的沖刷等破壞作用甚至?xí)?dǎo)致土體塌落和破碎等。為保證邊坡穩(wěn)定性，加強(qiáng)環(huán)境景觀保護(hù)和通車安全，必須綜合邊坡的水文地質(zhì)和工程地質(zhì)問(wèn)題、降水的特點(diǎn)、公路重要性問(wèn)題，一定要采取有效措施。具體措施如下：

1 當(dāng)黃土邊坡的高坡有不好的土層，使用階梯型或者折線性的坡型，不好的土層的坡面必須放緩。傾斜或者垂直的節(jié)理不可以暴露在坡面上。必須加強(qiáng)加固或者防護(hù)局部破碎的坡面。

2 黃邊坡坡面要保證光滑，表面不能含有松散的土。高邊坡、容易風(fēng)蝕剝落的坡面，要設(shè)碎落臺(tái)和防護(hù)工程。

3 坡頂有黃土陷穴、黃土碟及張拉裂縫等地質(zhì)問(wèn)題，需要夯實(shí)回填堅(jiān)硬的土，防止雨水滲入。坡頂出現(xiàn)的裂縫必須用粘土進(jìn)行夯實(shí)。

4 如果邊坡土中的粉砂夾層，為防止風(fēng)和雨水對(duì)土體產(chǎn)生侵蝕作用進(jìn)而土體坍塌，可以用砂漿抹面、錨固等具體措施封閉保護(hù)黃土邊坡。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳國(guó)慶，黃潤(rùn)秋，石豫川，許強(qiáng). 基于動(dòng)態(tài)和整體強(qiáng)度折減法的邊坡穩(wěn)定性分析[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2014，（02）：243-256.