張偉 黃偉 祝赫
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(湖北武漢) 430074
邊坡巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)是進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析和支護(hù)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。目前巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)方法很多,合理運(yùn)用巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)方法,對(duì)巖體的力學(xué)參數(shù)、力學(xué)特性進(jìn)行分析,進(jìn)而定性地評(píng)價(jià)邊坡巖體的穩(wěn)定性以及確定加固支護(hù)設(shè)計(jì)方案,這對(duì)于巖體工程是十分重要的。本文利用RMR法和SMR法對(duì)某公路邊坡進(jìn)行巖體質(zhì)量評(píng)價(jià),并提出了自己的支護(hù)設(shè)計(jì)方案。
RMR法是比尼威斯基(Bieniawski Z.T.)于1974年在綜合巖體單軸抗壓強(qiáng)度、巖體質(zhì)量指標(biāo)RQD、不連續(xù)面間距、節(jié)理?xiàng)l件、地下水條件(依次記為A1~A5)5個(gè)參數(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展的巖體地質(zhì)力學(xué)分類方法。按照標(biāo)準(zhǔn)對(duì)巖體的這5個(gè)方面進(jìn)行權(quán)值評(píng)分,這5個(gè)指標(biāo)的巖體評(píng)分值相加起來(lái)就得到巖體的RMR值:RMR=A1+A2+A3+A4+A5。
SMR法是Romana在RMR法的基礎(chǔ)之上,增加了與邊坡穩(wěn)定性有直接關(guān)系的4個(gè)補(bǔ)充因素而提出的一種巖體質(zhì)量分類方法,這4個(gè)補(bǔ)充因素依次為結(jié)構(gòu)面傾向與邊坡傾向的關(guān)系B1、平面滑動(dòng)中結(jié)構(gòu)面傾角的影響B(tài)2、邊坡傾角與結(jié)構(gòu)面傾角的關(guān)系B3、開(kāi)挖方法對(duì)邊坡的影響 B4。SMR=RMR-B1B2B3+B4并根據(jù)SMR值將巖體分為9類。
3.1 某高速公路路塹邊坡位于丘陵地貌區(qū)。工程區(qū)地形呈馬鞍形,東西兩側(cè)有低丘,南北為寬緩溝谷,公路中心從鞍部穿過(guò)。東側(cè)低丘高程為767.2m,西側(cè)低丘高程352.7m,自然坡度一般為11°~22°,局部坡角達(dá)38°,公路走向S12°。
3.2 地層巖性。邊坡位于川東紅層地區(qū),場(chǎng)地內(nèi)砂巖成巨厚層狀,巖質(zhì)較為堅(jiān)硬,微弱風(fēng)化。單軸抗壓強(qiáng)度以及RQD值具體見(jiàn)表1。
3.3 層面間距一般大于1m,延伸長(zhǎng)、貫通性較好,基本無(wú)填充。泥巖具有暴露于空氣中脫水龜裂,強(qiáng)度迅速降低,以致最終風(fēng)化為散體的特征。鉆探時(shí),鉆桿鉆進(jìn)一般較為平穩(wěn),偶有跳動(dòng),但未見(jiàn)掉鉆現(xiàn)象發(fā)生,坡體內(nèi)部巖體裂隙張開(kāi)度較小,少有長(zhǎng)大裂隙發(fā)育。
3.4 地下水條件。場(chǎng)地位于嘉陵江東岸,由于場(chǎng)地匯水面積較小,地下水補(bǔ)給有限,地下水具有徑流短、排泄快、水量較小的特點(diǎn)。
3.5 開(kāi)挖方式:采用一般方式機(jī)械開(kāi)挖。
3.6 由工程地質(zhì)類比法得知,該邊坡的失穩(wěn)破壞模式可能為平推式。
按照RMR法和SMR分級(jí)方法,對(duì)相應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)值打分,具體權(quán)值見(jiàn)表1。根據(jù)RMR法和SMR法巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),邊坡的最小RMR值為50,邊坡屬于Ⅲ等級(jí),最小SMR值為44,邊坡屬于Ⅲa等級(jí),比RMR值小6,相差將近3個(gè)等級(jí),控制性裂隙產(chǎn)狀為99°∠82°。邊坡的破壞方式可能為平面或楔體破壞。建議邊坡合理開(kāi)挖角值為55.2°,即按坡比1:0.70開(kāi)挖。在開(kāi)挖過(guò)程中,局部很小的地區(qū)散體泥巖可能出現(xiàn)小規(guī)模的塊體崩滑,有時(shí)也可能會(huì)加劇泥巖風(fēng)化,極易產(chǎn)生碎落??蛇M(jìn)行支護(hù)加固,進(jìn)行系統(tǒng)錨固,加預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨桿;全面掛網(wǎng)噴射混凝土以防止泥巖風(fēng)化;設(shè)坡腳擋墻式混凝土齒墻,且加腳溝;在邊坡兩側(cè)設(shè)置截水溝,在坡面上設(shè)置滲水孔保證地下水及時(shí)排出。
表1 邊坡巖體質(zhì)量的SMR法評(píng)價(jià)
本文介紹了RMR法和SMR法,并分別用這兩種方法對(duì)某邊坡工程進(jìn)行了巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)分析,得到的結(jié)論與實(shí)際情況較為符合。但在應(yīng)用SMR和RMR的過(guò)程中,作者發(fā)現(xiàn)了一定的問(wèn)題:如各項(xiàng)影響因素的比例分布問(wèn)題、楔形體破壞問(wèn)題等,因此在應(yīng)用中,應(yīng)輔以經(jīng)驗(yàn)判斷、工程類比等方法,合理的運(yùn)用這兩種評(píng)價(jià)方法進(jìn)行相互印證,以便使分析結(jié)果更加符合實(shí)際情況,為邊坡工程提供真實(shí)可靠的依據(jù)。
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