【摘要】隨著國家對水利工程項目的重視,水利工程涉及的面愈發(fā)廣泛,各種地質(zhì)都會遇到,山區(qū)地質(zhì)有一個重要組成部分就是斜坡,對斜坡進行勘察對于山區(qū)的水利工程而言意義非常重大。本文首先分析斜坡勘察的重點,斜坡勘察方法與任務做出了簡單的闡述,接著對斜坡的穩(wěn)定性的評價進行分析,最后提出幾點斜坡處治的工程措施。
【關鍵詞】水利工程;斜坡;巖土;地質(zhì)勘察;分析;計算
地質(zhì)勘察是實施水利工程建設的一個核心環(huán)節(jié)。隨著國家水利工程建設的發(fā)展,山區(qū)大型水利工程愈發(fā)增多,大量的工程實踐經(jīng)驗表明,對山體斜坡進行地質(zhì)勘察是山區(qū)水利工程建設至關重要,不可或缺。
一、斜坡勘察的目的和重點
從斜坡勘察實施的目的來分析,具體的勘察工作主要是為了查明斜坡工程的地質(zhì)條件及工程的巖土參數(shù),為進一步分析斜坡的穩(wěn)定性提供具體的數(shù)據(jù)材料,為處理措施的提出提供基礎。大量工程實踐經(jīng)驗和統(tǒng)計學資料相似,斜坡的穩(wěn)定性容易受到斜坡的坡體結構和外部影響因素的影響。其中外部影響因素事多方面的,主要指的是對巖土體的強度、重力平衡狀態(tài)有影響的水的因素、爆破時引起的振動以及地震波的作用等等因素。
從巖體的類型來看,整體強度和穩(wěn)定性有所差異,如果斜坡是單一巖土類型,那么影響其穩(wěn)定性的因素主要來自于巖土體的抗剪強度和臨空面坡度;如果斜坡是極軟的巖體,又或者是很高風化程度和破碎的均質(zhì)巖體,實踐經(jīng)驗表明,這類巖體的整體強度與均質(zhì)松散土體相類似;如果屬于結構面發(fā)育的硬質(zhì)巖體,結構面的形態(tài)和抗剪強度對整體強度和穩(wěn)定性起到主要影響。大量的理論分析和實踐經(jīng)驗表明,不同成分的巖土體,分割巖土體結構面強度大小和形態(tài),以及斜坡坡面的組合關系等等都決定了斜坡的穩(wěn)定性。
斜坡勘察的重點從實踐經(jīng)驗來看主要是借助于科學且有效的勘察方法,對斜坡的坡體結構和巖土參數(shù)進行勘察,通過勘測對外部條件的作用下巖土的變化進行分析,其中最為重要的是勘察出對坡體穩(wěn)定程度起決定性影響作用的軟弱層和優(yōu)勢結構面,得出數(shù)據(jù)和影響因素,再對這些因素的綜合作用效果進行系統(tǒng)的分析,實現(xiàn)對出現(xiàn)失穩(wěn)變形破壞的可能性的預測和安全性評價,大量工程實踐經(jīng)驗顯示,巖土工程性質(zhì)的最大的影響因素是大氣降水和地下水。
二、斜坡勘察方法分析
從斜坡勘察的目的來看,為了查明山區(qū)斜坡坡體結構的空間形態(tài),在斜坡勘察方案和具體方法的選擇上,應能確保能夠從點、線、面到空間滿足進一步立體分析的需要。從工程實際經(jīng)驗來看,地面調(diào)查和調(diào)繪是對方位關系進行最直觀反映的工作方法。
在實際操作中,對于地面露頭條件比較好的情況,借助于地面調(diào)查和調(diào)繪的方法,首先做出大致的判斷,接著再運用勘察的手段加以驗證及補充,勘查的目的就可以達成;如果遇到的是地面露頭不好的情況,就必須要進行槽探或坑探揭露。
從實際工作經(jīng)驗來看,在獲取巖土體物理力學參數(shù)的方法上,除了運用工程經(jīng)驗取定和反算的方法,通常還可以借助于室內(nèi)試驗和現(xiàn)場原位測試來獲取。
1、室內(nèi)試驗
從目前實際情況來看,抗剪強度的室內(nèi)試驗通常有兩種,即直剪試驗和三軸試驗,相比較而言各有各的優(yōu)缺點,前者簡單易行,不過由于試驗條件與實際情況存在較大的差異,所以準確度相比而言較低,后者在應用中發(fā)現(xiàn)可以對巖土實際的受力條件進行較為準確地模擬。
總體而言,這兩種室內(nèi)試驗的局限性相對統(tǒng)一,因此在實際應用中得到的代表性試驗成果一般僅僅作為進行分析和計算的參考。
2、現(xiàn)場原位測試
從目前使用的方法來看,主要采用的是原位剪切試驗,從方法上試驗點的選取必須具有代表性、與坡體的受力情況相符合。
從工程實踐經(jīng)驗來看,不管在實際勘察過程中采用的什么樣的方法,均必須結合坡體所處的實際情況,通過勘察得到不同含水量和不同狀態(tài)下的抗剪強度指標,并以此為基礎,預測可能出現(xiàn)的不利工況并進行有針對性的穩(wěn)定分析。大量統(tǒng)計資料和工程實踐經(jīng)驗顯示,越是大型的斜坡工程,還需要實施巖體應力測試、空隙水壓力測試、動力測試和模型試驗等等。其中模型試驗的過程中重力相似條件的模擬是難度最大的一環(huán)。
三、斜坡穩(wěn)定性分析評價
大量的實踐經(jīng)驗表明,在進行斜坡穩(wěn)定性分析評價的通常做法來看,是以定性評價為重要的依據(jù),在此基礎上進行科學細致的定量計算。如果在實際工程中定量計算結果與定性分析出現(xiàn)了嚴重地偏離問題,此時,通常需要對工程中選用的計算模型及方法綜合地進行再分析與檢查,確認無誤后重新實施分析與計算。
1、定性分析
大量理論分析和工程實踐經(jīng)驗表明,斜坡穩(wěn)定性定性分析能夠綜合地評價影響斜坡穩(wěn)定性的各種影響因素,迅速地對其穩(wěn)定狀況和將來的發(fā)展趨勢作出準確的評價。從工程實踐的經(jīng)驗來看,具體工程實施的方法上大多運用工程地質(zhì)分析法,該方法是基礎性分析方法,其原理上是對自然條件和作用因素進行科學的對比分析,得到滑動與穩(wěn)定的關系,進而確定斜坡的穩(wěn)定性是否達標。
2、定量分析
斜坡穩(wěn)定性定量分析評價是在定性分析評價的基礎上,結合勘察過程中所確定的斜坡地質(zhì)剖面,借助于靜力平衡的理論進行計算評價斜坡的穩(wěn)定性系數(shù),并以此為基礎實現(xiàn)對斜坡穩(wěn)定性的評價。從工程實踐經(jīng)驗來看,當前在具體的工程實踐中通常采用傳遞系數(shù)法進行定量分析評價。
四、斜坡處治措施分析
斜坡處治工程措施應該結合影響坡體穩(wěn)定最為主要因素,以此為思考的出發(fā)點,科學地布置工程的具體措施,切實有效地提升斜坡坡體的穩(wěn)定性,有效地防止因坡體被破壞帶來工程損失。大量的工程實踐經(jīng)驗顯示,在具體的制定處治工程方案前,必須結合分析斜坡失穩(wěn)變形的模式、引發(fā)坡體失穩(wěn)變形主要的因素、確定變形范圍和作用力的大小、破壞模式以及變形的類型,確保選擇處治工程措施具有針對性。例如:巖土參數(shù)的變異性、地下水的變化等等,通常的多發(fā)是借助于確定斜坡的穩(wěn)定系數(shù)與主要的參數(shù)之間的變化關系,將影響坡體穩(wěn)定性最為敏感的因素找出來,并將其作為重要的控制點,科學地設計斜坡處治工程并合理地選擇處治方案。
參考文獻
[1]朱祖友.淺談斜坡勘察技術在水利工程中的運用[J].廣東科技.2011(18)
[2]水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范(GB 50487—2008)[M].中國計劃出版社
[3]中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范(SL55~2005)[M].中國水利水電出版社
[4]工程地質(zhì)手冊[M].中國建筑工業(yè)出版社.
[5]馬趙琴.探討水利工程地質(zhì)勘察中的斜坡勘察[J].中華民居.2011(8)