利用赤平投影分析仙洞源巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性

王秀蓉，王邦民

（中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院，廣西桂林541004）

1 引言

在巖體結(jié)構(gòu)面、地震和暴雨的綜合作用下，陡峻坡體的巖體易脫離母體從高處崩落形成地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)社會(huì)的危害性非常大。因此，對(duì)崩落的危巖體進(jìn)行治理非常重要，需對(duì)其形成原因進(jìn)行分析，并對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。赤平投影法分析可以直觀地表明各組結(jié)構(gòu)面的組合關(guān)系、結(jié)構(gòu)面與邊坡的關(guān)系，以及一些相交結(jié)構(gòu)面將巖體切割成一些滑塌體，是一種直接、簡(jiǎn)單的、有效的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法[1]。

2 工程概況

仙洞源地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)位于黃山市屯溪區(qū)中心城區(qū)，原始坡度35°～45°，由于修路切坡，切坡最大高度超過40m，坡度約為55°，坡表為侏羅系洪琴組砂巖，在北側(cè)坡頂存在1～2m 的第四紀(jì)覆蓋層。

2.1 地層巖性

區(qū)內(nèi)主要巖層分為：下伏基巖為侏羅系洪琴組粉砂巖、泥巖韻律層夾英安質(zhì)凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)泥巖，上覆第四系為含礫粉土。

第四系①：殘坡積層，坡表一般分布為古采石棄渣，大者可達(dá)0.2m3，塊石間為細(xì)小顆粒及土質(zhì)充填?？傮w上該層結(jié)構(gòu)松散，穩(wěn)定性較差，厚度1.9～4.8m 不等。

砂巖②：巖層產(chǎn)狀為150°∠76°。巖層淺部呈強(qiáng)風(fēng)化狀。

泥巖③：呈紫紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，產(chǎn)狀同砂巖層。

2.2 氣象水文

崩塌區(qū)內(nèi)降雨3～5 月的降雨表現(xiàn)為連綿細(xì)雨，降水強(qiáng)度不大，歷時(shí)長(zhǎng)，易下滲形成地下水，使坡體處于飽水狀態(tài)；6～7月多為大暴雨，災(zāi)害性天氣較為頻繁，降水強(qiáng)度大，連續(xù)降水?dāng)?shù)天，發(fā)生強(qiáng)暴雨的概率較大，使河流水位陡漲，坡體松散層含水量增大，造成大面積的水土流失，并可引發(fā)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

崩塌區(qū)的主要地質(zhì)構(gòu)造表現(xiàn)為斷裂構(gòu)造和裂隙構(gòu)造。

場(chǎng)區(qū)內(nèi)存在一組東西向斷層，斷層面上見有擦痕，其產(chǎn)狀為197°∠38°。該斷層致使地層破碎。場(chǎng)區(qū)內(nèi)主要發(fā)育3 組節(jié)理：

1）組：135°∠47°，延長(zhǎng)5～8m，閉合～寬張，節(jié)理面起伏、粗糙。節(jié)理間距0.4～0.8m。

2）組：22°∠27°，延長(zhǎng)2～4m，微張，節(jié)理面起伏、粗糙，泥質(zhì)填充。節(jié)理間距0.5～1.2m。

3）組：174°∠53°，延長(zhǎng)4～6m，微張，節(jié)理面起伏、粗糙。節(jié)理間距0.7～1.5m。

3 赤平投影邊坡穩(wěn)定性判斷原則

赤平投影法在邊坡的穩(wěn)定性分析中，主要是通過邊坡中結(jié)構(gòu)面的空間位置與邊坡空間位置之間的相互關(guān)系進(jìn)行分析判斷[2]。工程中主要由2 組及2 組以上的結(jié)構(gòu)面進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析：（1）2 組結(jié)構(gòu)面投影弧交點(diǎn)位于坡面投影弧對(duì)側(cè)，邊坡最穩(wěn)定；（2）2 組結(jié)構(gòu)面投影弧交點(diǎn)位于坡面投影弧的同側(cè)，但在坡面投影弧內(nèi)側(cè)，邊坡穩(wěn)定；（3）2 組結(jié)構(gòu)面投影弧交點(diǎn)位于坡面投影弧的同側(cè)，但在坡面投影弧的外側(cè)，邊坡不穩(wěn)定。由3 組及以上的結(jié)構(gòu)面控制的邊坡穩(wěn)定性通常是化解為2 組結(jié)構(gòu)面控制的情況進(jìn)行分析[3，4]。

4 邊坡穩(wěn)定性分析

4.1 赤平投影圖

崩塌區(qū)自然坡面產(chǎn)狀：67°∠39°，開挖坡面產(chǎn)狀：67°∠55°，巖層產(chǎn)狀：150°∠76°。

節(jié)理裂隙有3 組，J1:135°∠47°、J2:22°∠27°、J3:174°∠53°。對(duì)該處危巖體進(jìn)行赤平投影進(jìn)行分析（如圖1～圖4 所示）。

圖1 J 1-J 2 赤平投影圖

圖2 J 1-J 3 赤平投影圖

4.2 邊坡穩(wěn)定性分析

從赤平投影圖1 可以看出，J1 與J2 結(jié)構(gòu)面交點(diǎn)位于坡面投影弧同側(cè)，自然邊坡投影弧外側(cè)，結(jié)構(gòu)面交線向與邊坡傾向一致，傾角小于自然邊坡坡角，邊坡不穩(wěn)定。J1 與J2 結(jié)構(gòu)交線OM 位于J1 結(jié)構(gòu)面與J2 結(jié)構(gòu)面之間，則J1、J2 均為滑動(dòng)面，OM 為主滑線。

從赤平投影圖2 可以看出，J1 與J3 結(jié)構(gòu)面交點(diǎn)位于人工邊坡投影弧內(nèi)側(cè)，結(jié)構(gòu)面交線向與邊坡傾向一致，傾角大于開挖邊坡坡角，邊坡較穩(wěn)定。

從赤平投影圖3 可以看出，J2 與J3 結(jié)構(gòu)面交點(diǎn)位于坡面投影弧同側(cè)，自然邊坡投影弧外側(cè)，結(jié)構(gòu)面交線向與邊坡傾向一致，傾角小于自然邊坡坡角，邊坡不穩(wěn)定。J2 與J3 結(jié)構(gòu)交線OM 位于J2 結(jié)構(gòu)面與J3 結(jié)構(gòu)面之間，則J2、J3 均為滑動(dòng)面，OM 為主滑線。

從赤平投影圖4 可以看出，巖層產(chǎn)狀與邊坡傾向相交，不會(huì)產(chǎn)生順層滑動(dòng)。

圖3 J 2-J 3 赤平投影圖

圖4 所有節(jié)理赤平投影圖

5 結(jié)語

在工程治理實(shí)施前需要對(duì)危巖體的現(xiàn)狀及形成原因進(jìn)行調(diào)查，采取合理的方法對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，為工程治理設(shè)計(jì)提供依據(jù)。巖質(zhì)邊坡在對(duì)危巖體進(jìn)行定性分析其穩(wěn)定性時(shí)，赤平投影法十分簡(jiǎn)便、有效。