风化花岗岩边坡稳定性分析
花岗岩风化料边坡稳定性研究
花岗岩风化料边坡稳定性研究摘要：采用理论分析和数值计算的方法，对花岗岩风化料路基边坡的合理坡高、边坡形式以及稳定性问题进行了研究，对花岗岩风化料路基的施工具有重要的指导意义。
研究结果认为花岗岩风化料边坡的合理形式为：下边坡坡度1：1.75，上边坡1：1.3或者1：1.5两种形式。
关键词：花岗岩风化料；边坡坡度；有限元计算Abstract: By using the method of theoretical analysis and numerical calculation，the reasonable slope height，form and stability problems of weathered granite have been studied，the results shows important guiding significance to the construction of weathered granite subgrade. The results of the study think that the reasonable form of weathered granite slope is as follow：the bottom half of slope is 1:1.75 and the upper half is 1:1.3 or 1:1.5.The words: weathered granite, slope, the finite element calculation;引言花岗岩风化料一般强度比较低，颗粒不稳定，级配变异性较大，因此在高等级公路中应用较少[1]。
我国花岗岩风化料分布广泛，大部分的山地、丘陵地区都有分布[2]。
在这些地区修建公路时，路基土石方通常由别处调运，增加了工程造价。
如果能利用沿线分布的花岗岩风化料，不但能够降低工作量，较少对环境的破坏，还能极大地降低工程造价。
花岗岩深基坑边坡稳定性分析与加固设计
第25卷第2期V o l.25N o .22004青岛建筑工程学院学报Journal of Q ingdao Instituteof A rch itecture and Engineering花岗岩深基坑边坡稳定性分析与加固设计Ξ张黎明1,贺俊征1,宋全锋2,王在泉1(1.青岛建筑工程学院,青岛266033;2.济南钢城矿业股份有限公司,济南250014)摘 要:采用有限元数值计算软件AN SYS 6.0对某大型花岗岩深基坑边坡工程进行了二维有限元分析,在了解该边坡变形受力规律基础上,为克服过去支护设计中土、岩不分的问题,采用新的国家规范进行了该花岗岩边坡的预应力锚索支护设计,该法与传统支护设计相比可降低成本30%左右,且支护后的变形监测表明该法安全、可靠.关键词:有限元,节理,岩质边坡,加固设计中图分类号:TU 4571 工程概况青岛大学医学院附属医院肿瘤防治中心工程位于青岛市江苏路16号,北为观象路,南临平原路,建筑物地下五层,地上六层,框剪结构,建筑总面积2万m 2,基坑最大开挖深度为34m .基坑边坡开挖为近直立台阶式,其中在+37.6m 处有-25m 宽的台阶,该台阶上将建一高10m 的会议中心.这样边坡前为会议中心及防治中心大楼,后为观象路及观象山,因此,开挖后边坡稳定至关重要.2 工程地质条件根据勘测资料,区内地层主要为回填土及Χ53花岗岩,其中回填土厚度为3m 左右,观象山段岩体按岩体结构划分为 、 级,岩体整体性好.本段有1条F 6断层穿过,基本与边坡面正交,虽对边坡岩体性质有影响,但对边坡整体稳定影响不大.该段在边坡西部节理较发育,节理面间距为0.5～0.7m .节理的存在不仅使岩体完整性降低,而且顺坡面的节理会对边坡的稳定起控制作用,如150°∠75°节理为顺坡向分布段,对边坡整体稳定有控制作用.对节理面,参考硬性结构面性质.最终确定岩体参数如表1所示.表1 岩体参数参数E(M Pa )ΛΧ(kN m 3)Υ(°)C(M Pa )岩体521890.2225.738.4612.35结构面42.1890.318201.2353 ANS Y S 有限元数值模拟计算3.1 计算模型根据边坡花岗岩的物理力学性质,在有限元计算中,采用了弹塑性的非线性有限元法,花岗岩材料的本构模式采用D rucker -P rager (D -P )模型,以计算边坡开挖过程中发生的非线性变形特征.在对边坡开挖过程的有限元模拟分析中,计算程序采用AN SYS 6.0版有限元分析软件[1].AN SYS 是现今最为通用有效的商用有限元软件之一,该程序功能强大、界面友好、前后处理和图形功能完备,并拥有丰富和完善的单元库,材料模型库和求解器,能高效的求解各类线性和非线性问题,有限元计算中,对于无充填的硬性结构面,采用AN SYS 程序提供的无厚度接触单元来模拟硬性结构面的不连续性,边坡花岗岩采用AN SYS 程序中的PLAN E 42单元加以模拟.为尽量减少二维平面应变有限元模型中边界约束条件对计算结果产生的不利影响,计算范围上下取68m ,Ξ收稿日期:2003-08-25图1 计算模型左右取170m ,顶层为自由边界,左右两侧及底部为位移约束[2,3].考虑到坡顶路面荷载及上部山体的影响,坡顶取均布荷载q =70kPa .计算模型如图1所示.3.2 计算结果分析考虑到地质勘查工作不太具体,为掌握边坡的长期稳定性状态,对边坡无节理和有节理情况下的变形及稳定性进行了分析,从两种情况下的变形图(图2、图3)可以看出:(1)无节理影响的情况下,边坡整体稳定,坡面变形很小,一般在1～2mm 左右,即使不采用支护图2 无节理无支护情况下的变形图边坡也能保持长期的整体稳定;(2)有节理情况下,如无支护,边坡将沿节理面滑移而失稳,因此必须进行支护,并以施加一定的预应力为佳;(3)无论边坡有无节理面存在,坡顶和坡角处变形都很明显,施工时这些位置应引起特别注意;(4)本计算取了最危险情况(没有考虑回填、临时支护等的有利影响),因此分析结果偏于保守.4 预应力锚喷支护设计4.1 设计原则[4]图3 有节理无支护情况下的变形图(1)根据开挖深度,周围环境及岩层性质,本着确保安全,尽可能降低造价的目的,在对原支护设计方案进行修改的基础上,决定采用预应力锚喷支护结构,计算公式根据国家新的《建筑边坡工程技术规范》[5]进行验算与确定有关参数,把岩石和土区别开来,分别计算土质边坡和岩质边坡的侧向压力,以克服土、岩不分的问题;(2)边坡中节理虽有顺坡向情况,但考虑其局部性,其影响采用降低岩体分级予以修正;(3)因地质条件不太清楚,设计留有一定的安全储备.图4 侧向压力分布图4.2 侧向岩压力计算考虑到该边坡基本无外倾结构面,按建筑边坡工程技术规范[5],以岩体等效内摩擦角Υd 方法确定侧向岩压力.又因为节理对岩体强度的影响,结合勘测报告,将岩体定为 类,取此类岩体的等效内摩擦角Υd 为55°,破裂角为64.2°,由此确定该边坡潜在滑面位置及锚固等参数.这样该永久边坡的侧向压力如图4所示.4.3 预应力锚索设计(1)平面间距.按锚索间距2×1.5m 考虑,该永久边坡需设置4排锚索,如图4.(2)锚索轴向力.由图4可确定N 1-N 4如下:N 1=69.3kN ,N 2=50.54kN ,N 3=68.8kN ,N 4=89.20kN52第2期张黎明等:花岗岩深基坑边坡稳定性分析与加固设计若钻孔下倾15°,则可确定锚索轴向力设计值为:N a 1=200.8kN ,N a 2=146.44kN ,N a 3=199.38kN ,N a 4=257.85kN (3)锚索截面面积.锚索截面面积应满足下式要求:A s ≥Χ03N a (Ν23f p y )(1)式中 A s —预应力钢绞线截面面积(m 2);Χ0—边坡工程重要性系数,安全等级为一级的边坡取1.1;Ν2—钢绞线抗拉工作条件系数,永久性锚索取0.69;N a —锚索轴向拉力设计值(kN );fp y—钢绞线抗拉强度设计值(kPa ),查表得fp y=1.070kPa .求得:A 1=299.18mm 2,A 2=218.19mm 2,A 3=297.07mm 2,A 4=384.17mm 2选用2<15.4高强度低松弛预应力钢铰线,截面A =372.34mm 2,A 1、A 2、A 3满足上述要求,A 4的安全系数有所降低,考虑到计算的保守性,可行.(4)锚索长度.取钻孔直径100～110mm ,锚索锚固段长度按式(2)和(3)进行计算,并取其中最大值.同时,土层锚杆的锚固段长度不应小于4m ,岩石锚杆的锚固段长度不应小于3m .L a ≥N ak (Ν13ΠD 3f rb )(2)式中 L a —锚固段长度(m );N ak —锚索轴向拉力标准值(kN );D —锚固体直径(m );f rb —地层与锚固体粘结强度特征值(kPa ),其中对强风化岩,取软岩指标下限f rb =380kPa ,填土段取f rb =100kPa ;Ν1—锚固体地层粘结工作条件系数,取1.00L a ≥r 03N a (Ν33n Πd 3f b )(3)式中 d —钢绞线直径(m );n —钢绞线根数(根);f b —钢绞线与砂浆间的粘结强度设计值(kPa ),查表得f b =2750kPa ;Ν3—钢绞线与砂浆粘结强度工作条件系数,取0.60.图5 支护剖面图由此确定锚固段长度:L a 1=5m ,L a 2=L a 3=L a 4=3m根据以上设计计算,结合图4滑面位置,最终确定预应力锚索支护设计参数为:锚索配筋2<15,间、排距为2×1.5m ,长度分别为L 1=9m ,L 2=L 3=L 4=6m .支护剖面图如图5所示.4.4 其它构造设计为保证边坡支护的整体刚度,在预应力锚索之间设置钢筋混凝土肋梁,截面尺寸为300mm ×300mm ,配筋为8<18.边坡支护面挂钢筋网一层,并与锚索焊接,钢筋网<8@200.喷面用强度等级为C 20的细石混凝土,厚度为50mm ,并根据工程实际情况适量掺入水泥重量10%～15%的膨胀剂.喷面后,根据边坡岩石裂隙水情况,按一定间距、排距设置外倾坡度为10%的泄水孔,以导出裂隙水.同时,在边坡坡角和分级平台前设置排水沟.62青岛建筑工程学院学报第25卷图6 3#点沉降与时间关系曲线5 边坡变形监测与分析鉴于本工程场地四周情况比较复杂,为了确保基坑边坡及周围建筑物和道路在开挖过程中的安全,边坡支护工程开始施工后,在观象路和平原路上共布置了17个沉降观测点和水平位移测点.17个观测点的观测结果表明,该边坡最大沉降量仅为6mm ,水平位移量几乎为零,均在计算误差允许的范围内.四周的建筑物都保持良好,道路未出现开裂、下沉等现象,表明该边坡的支护是成功的.图6为3#观测点的沉降与时间关系曲线.6 结 论(1)岩质边坡的力学特性较为复杂,利用有限元进行分析,能全方位、多角度地观察边坡的应力、变形和位移,预测边坡的长期变化趋势,有助于改进和优化设计;(2)青岛地区花岗岩岩体强度高,整体性好.但长期以来,岩质边坡的支护设计也套用土质边坡的规范,设计中存在土、岩不分的问题,设计往往过于保守.本加固设计方案根据国家新规范[5]进行验算与确定有关参数,把岩石和土区别开来,与原初步设计方案相比,成本降低了30%之多;(3)信息施工,动态管理,确保支护安全.施工过程中和施工结束后,应及时进行变形等监测,掌握边坡及四周建筑物的变化动态,并根据监测反馈的信息随时对设计进行更改.参考文献[1] 美国AN SYS Inc .AN SYS 使用手册.1998[2] 刘小丽,周德培.岩土边坡系统稳定性评价初探.岩石力学与工程学报,2002,21(9):1378-1382[3] 孙玉科,牟会宠,姚宝魁.边坡岩体稳定性分析.北京:科学出版社,1988[4] 贾东谊,王春惠等.边坡支护技术的应用与探讨.中州建设,2002,(5):55[5] GB 50330-2002,建筑边坡工程技术规范Stability Analysis and Re i nforcem en tD esign of Gran ite D eep Foundation P it SlopeZhang L i 2m ing 1,H e Jun 2zheng 1,Song Q uan 2feng 2and W ang Zai 2quan1(1.Q ingdao In stitu te of A rch itectu re and Engineering ,Q ingdao 266033;2.J inan Gangcheng M in ing Com .L td .,J inan 250014)Abstract :T he num erical si m u lati on softw are AN SYS 6.0is adop ted in the analysis of the stab ility of gran ite deep foundati on p it slope .B ased on the slope defo r m ati on ru le and the new nati onal standard ,th is pap er b rough t ou t a p re -stressed ancho rage cab le suppo rting design w h ich differen tiates rock from so il.B y do ing so ,the co st is reduced ,bo th safety and reliab ility are p roved by defo r m ati on m on ito ring .Key words :fin ite elem en t m ethod ,jo in t ,rock slop e ,p re -stressed ancho rage cab le作者简介:张黎明,男,26岁,硕士研究生72第2期张黎明等:花岗岩深基坑边坡稳定性分析与加固设计。
大理市挖色镇某全风化花岗岩边坡稳定性分析
大理市挖色镇某全风化花岗岩边坡稳定性分析摘要：我国为山地灾害多发国家，边坡失稳滑塌又是常见的地质灾害。
因此，分析边坡稳定性与变形破坏模式，为防治工程设计提供可靠地质条件依据，可以有效规避地质灾害风险，对保护群众的生命财产安全具有重要意义。
花岗岩岩质边坡较少见，偶见于交通道路建设及居民建房切坡，本文以大理市某地居民区边坡为例，旨在初探全风化花岗岩边坡的变形破坏特征，通过查明边坡的范围、地形地貌、规模、形态、地质背景、工程地质条件，给出合理可行的治理工程建议。
关键词：工程地质；边坡；稳定性；花岗岩；地质灾害引言大理市挖色镇位于洱海西岸，区内地形以山地为主，属中低山构造剥蚀地貌，地质环境较为薄弱，地质灾害发育。
本项目位于挖色镇大城村东北侧，早年前由于坡体坍塌，形成了不稳定的高陡坡体。
受近年来雨季降雨偏多的影响，坡体中部出现垮塌，村民房屋不同程度受损，危及多户居民的生命财产安全。
一、边坡地质条件1.1边坡分布概况边坡前缘为高陡临空面，后缘为斜坡上方平台边界，可见少量下挫陡坎，后方平台居民房屋未见明显变形。
该边坡横向宽约75m，纵向长约10m。
前缘坡脚高程2009.5m，后缘高程2026.5m，高差约17m，平均坡度约72°，主滑方向346°。
边坡整体陡峻且后缘变形区近坡肩，坡体岩性主要为全风化花岗岩类砂质粘性土，且存在差异风化，边坡中部可见块状强风化～中风化花岗岩孤石。
根据地形、岩性、变形特征各方面特征，预测该边坡进一步可能发育成的灾害为坡体坍塌。
1.2边坡变形特征该处由于早年坡体坍塌，形成了不稳定的高陡坡体。
近年来降雨偏多，雨水冲刷导致坡体中部高陡部位发生滑塌。
根据现场调查，滑塌区长度约为25m，宽度约为8m，滑塌厚度约为1.5m～3.5m，滑塌体积约为600m3，对下部房屋进行挤压，房屋不同程度受损。
1.3坡体的物质组成及空间分布特征坡体主要物质组成为第四系残坡积粉质粘土和全风化花岗岩，坡体中部由于花岗岩差异球状风化特性，可见长约10m，高度约为5m的强风化～中风化花岗岩硬核。
花岗岩地区开挖条件下岩质高边坡稳定性分析与防治措施建议
图1 人工高边坡区段划分
技术应用
局部垮塌。
边坡岩体存在多个挤压带，呈碎裂状，物理力学性质相差大，在发生圆弧滑动的过程中，岩体下部缺少支撑，会发生局部垮塌。
（4）危岩体滚落。
危岩体自然状态欠稳定，下部碎屑状岩体被掏空后，危岩体发生滚落。
四、边坡稳定性分析
边坡稳定性影响因素
（1）地层岩性
治理区处于南偏北的单斜构造中，中风化岩层存在多组外倾软弱结构面，呈张开状，中粗砂、泥质充填，颗粒治工程等级为Ⅰ级。
五、边坡防治措施建议
图3 J区边坡沿优势结构面滑动计算成果简图
①-坡积土层；②-中风化花岗片麻岩层图2 J区边坡圆弧滑动计算成果简图。
土质边坡在不同工况下的稳定性验算与分析
土质边坡在不同工况下的稳定性验算与分析摘要：为了了解边坡的安全现状，对边坡处理提供理论支持。
本文对广州市番禺区某边坡进行验算分析，结果表明该边坡处于不稳定状态，需要及时进行加固处理。
关键词：边坡；验算分析；安全系数随着我国城市化进程的发展，城市规模不断扩大，很多地区的上坡和丘陵被削平、开挖。
特别是在城乡结合地区，很多村为了最大限度的利用土地，形成了比较多的人工开挖形成的高危边坡，在这些边坡的周围又新建了很多建筑物。
由于这些边坡的存在对周围的建筑和人员产生巨大的隐患，这就又必要对这些边坡进行验算分析，为隐患排除、边坡治理提供理论支持。
1.工程概况某边坡位于广州市番禺区，由于位于两个村子的交接处，为了最大限度利用土地，不断开挖形成了高陡的边坡。
边坡宽约150m，高度8~15m，倾向195°，坡度约为70°，坡面上长有植被。
坡顶建有废弃的工厂，坡顶距离居民建筑物约10m。
边坡崩塌会威胁坡顶及坡底的行人和建筑物，因此有必要对该边坡进行计算分析，验算其稳定性。
组成该边坡的岩土体主要有：表层土体为①人工填土，为多年前回填土，压实状，厚度不大；其下②坡积粉质黏土，可塑为主，含细砂或中砂，粘性较好，光泽差；其下③残积粉质黏土，为花岗岩风化残积土，硬塑为主，粘性较差，局部地段夹有土状全风化；④奥陶系全风化花岗岩，岩芯以坚硬土状为主，局部半岩半土状，手折易散，遇水易软化。
2.边坡稳定性计算方法边坡稳定性计算目前多采用二维断面方法进行分析。
主要分三类：第一类称为极限平衡法，它是把滑坡体视为刚体，滑动面因剪切破坏而形成，用块体在斜坡上的平衡原理确定稳定系数；第二类称为数值分析法，根据边坡体内的应力和位移分布确定边坡的稳定性；第三类称为概率分析法，用数理统计方法分析边坡稳定性。
在工程中，应用最广泛是极限平衡法，这种方法根据滑动面形状的不同又分为直线法、圆弧法和折线法三种，其中圆弧法又分为瑞典条分法、简化的毕肖普法、公式计算法等。
风化花岗岩边坡稳定性分析
风化花岗岩边坡稳定性分析风化花岗岩边坡具有不同于岩体边坡和均匀土体边坡的工程地质特征，风化花岗岩边坡由于保持了原岩中节理面，顺层边坡在开挖时比均匀土体边坡稳定性更差，事实表明这类边坡在开挖时应注意观测，及时采取支护措施。
标签：风化花岗岩边坡花岗岩在我国分布广泛，未风化的花岗岩具有良好的工程地质特性，但在风化后物理力学指标急剧下降。
全风化花岗岩主要介质是未风化的石英矿物颗粒和长石云母的风化产物，但原岩中的地质构造和矿物颗粒分布特征在边坡中仍得以保留，从而与其他一般均质土边坡的稳定特性有所不同。
近几年国内土建工程大量开工，形成越来越多的人工边坡，不了解这种边坡的工程特性而盲目施工，在一定条件下容易发生失稳，对工程进展和边坡稳定都会造成严重危害。
国内专家学者已经对全风化的花岗岩边坡进行了大量研究，并把这种边坡划分为类土质边坡，在理论上对其工程特性进行了研究[1-2]，这些研究往往以理论研究为主，并主要针对南方全风化厚度较大的边坡进行研究，北方的花岗岩由于风化作用相对较弱，导致全风化层较薄，边坡开挖后多是全-强风化混合型，在工程性质上比普通全风化花岗岩边坡更具代表性，因此对北方的全-强风化花岗岩边坡的研究具有特殊意义，下面以北方某铁路边坡为例进行研究。
1 环境地质特征边坡处于低山丘陵区，地势开阔，地形起伏较小，表覆第四系全新统冲洪积层（Q）粉质黏土，黄褐色，硬塑，含少量粗砂和碎石，厚度 1.2～2.0m，下伏为元古代晋宁期片麻状细粒黑云二长花岗岩（ηγ），全风化厚度8～10m，受构造及风化等作用影响，基岩节理裂隙较发育，浅层风化成砂砾碎石状，元古代晋宁期片麻状细粒黑云二长花岗岩（ηγ）强风化厚度15～20m，黄褐色，块状结构，层状构造，节理裂隙较发育，岩体呈碎块状～大块状，锤击声闷，可轻松击碎，长石部分风化，矿物颗粒间粘结破坏，击碎后呈沙砾状。
地下水主要靠大气降水及地表水补给，以蒸发及地下径流为主要的排泄方式。
全风化花岗岩路堑边坡稳定防护研究
可直立 ７～ ８ｍ， 但实 际上 多数边 坡 在更 小高 度 、 更缓 坡 角下 失 稳 ， 是 由于 全风 化 花 岗岩 边 坡存 在 大量 的 这 原、 生结 构面 ， 次 使土 质 不均 匀 及 各 向异性 ， 中原 生 土 及次生 裂 隙对 边坡失 稳起 了决定性 的作 用 ２ １ 沿 土 的原生 结构面滑 动 ． 原 生结构 面是指 母岩 中原有 软弱 岩脉风 化而 成的
面进行 分析 。
边 坡 可能发生破 坏 的原 因可分为 ４ ： 沿 原、 类 ① 次 生结 构 面进 行 破 坏 ； 防护 不 及 时 、 雨 水等 因 素影 ② 受 响 ； 边坡设 计 过陡 ； 施工 不 当 。 过 调查 分 析 ， ③ ④ 通 边 坡 由于过 陡而 产生 圆弧 型滑 动 的占少 数 ， 多 数边 坡 大 失 稳是 由于 土质 的不均 匀性 及 各 向异 性 作用 ， 在雨 水 等因素 作用 下发生 。
特点（ 角很 大）
表 １ 全凤化花 岗岩的物理力学性质
０ 前 言
全 风化 花 岗岩分 布范 围广 ，其主要 特点是 富 含云
母 ，为颗粒 松散 的砂 泥质结构 ，基 底式 胶结 ，泥 质物 为基底 ，石英 碎 屑大致 均匀分 布 于其 间 ，碎 屑物之 问 被泥 质胶结物 隔开 ，互 不接触 而构 成基 底式胶 结 ，石 英碎 屑为不规 则棱 角状 ，边缘参 差 不齐 。遇水 后成 为 散粒结 构 ，颗粒 大 ，比表面积 小 ，粒 闻联接力 弱 ，只 有极微 弱的水连 接 。由于工程性 质特 殊 ，因此倍 受工 程界关 注 公路 工程 实践 中 ， 常作 为土质 边坡设 计 ， 路 堑 边坡 坡 比基 本 上 为 １： ，个别 边 坡 为 １： ． ５和 １ ｏ７ １： ． ５（ 台 上 ） １２ 平 。边坡面常 采用 浆砌 片石 、预制 块 全封 闭防护 ．或 浆砌 片石骨架 内植 草等 形式 防护 。 但是 ，通过调 查 ｌ７国道 长沙至 岳 阳段 、 临长高 Ｏ 速公 路 、永州至连 州二级 公路 的全风 化花 岗岩路 堑边 坡发 现 ，有些边 坡 在旖工 过程 中就失 稳滑 塌 ，而 有些 边 坡虽 已防护 好 甚至公 路 已运营 多年但 仍 发 生破 坏 ，
岩质边坡稳定性分析及防治措施探讨
岩质边坡稳定性分析及防治措施探讨综合调查分析某岩质边坡的地质环境条件及其稳定性，并提出科学合理的防治措施。
标签：边坡地质灾害稳定性防治措施1工程概况该岩质边坡主要为一处天然形成的危岩体，主要由中风化云母石英片岩构成，均未采取工程措施支护。
该边坡平面近似弧形，全长约30m，坡高约15～17m；坡度较陡，一般约70～85°，中段中、下部局部悬空、反倾；坡向约125～145°；上部及西南侧坡面植被多较发育；坡体主要由中风化云母石英片岩构成，节理裂隙发育，局部见次生小断层，岩体较破碎，中段下部见数条小型卸荷节理。
边坡坡顶为观景平台与边坡断面距离约2～7.5m，为自然斜坡，斜坡植被发育。
2工程地质条件2.1岩土分层及其特征该边坡岩土层按地质年代、成因类型自上而下可划分为人工填土层（Qml）、残积土层（Qel）、震旦系（Z）三部分，各岩土层的分布和特征分述如下：2.1.1人工填土层（Qml）土性为素填土，呈灰、灰黄等色，成分主要包括粘性土、砂砾、碎石和风化碎岩块等，稍湿，基本完成自重固结。
本层分布广泛，揭露厚度1.8～2.7m。
2.1.2残积层（Qel）由云母石英片岩风化残积而成，土性主要为砂质粘性土，呈褐黄、灰褐等色，稍湿，硬塑状，粘性较差，浸水较易软化崩解。
本层分布不广泛，揭露厚度2.9m。
2.1.3基岩（Z）基岩岩性为震旦系云母石英片岩。
按岩石的风化程度可划分为全风化、强风化和中风化三个风化岩层，各岩层的分布及特征描述如下：（1）全风化云母石英片岩：主要呈褐黄色，岩石风化强烈，呈坚硬土状，原岩结构清晰，含较多石英颗粒，浸水易软化崩解，属极软岩。
本层分布不广泛，层厚5.4m。
（2）强风化云母石英片岩：呈褐黄、灰白、灰褐等色，岩石风化强烈，呈半岩半土状、碎块状，原岩结构清晰，手折可断，浸水易软化崩解，岩块敲击易散，属软岩，局部夹中风化岩块。
本层分布广泛，各孔均有揭露，厚度1.5～15.8m。
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风化花岗岩边坡稳定性分析
摘要：风化花岗岩边坡具有不同于岩体边坡和均匀土体边坡的工程地质特征，风化花岗岩边坡由于保持了原岩中节理面，顺层边坡在开挖时比均匀土体边坡稳定性更差，事实表明这类边坡在开挖时应注意观测，及时采取支护措施。
关键词：风化花岗岩、边坡
花岗岩在我国分布广泛, 未风化的花岗岩具有良好的工程地质特性，但在风化后物理力学指标急剧下降。
全风化花岗岩主要介质是未风化的石英矿物颗粒和长石云母的风化产物，但原岩中的地质构造和矿物颗粒分布特征在边坡中仍得以保留，从而与其他一般均质土边坡的稳定特性有所不同。
近几年国内土建工程大量开工，形成越来越多的人工边坡，不了解这种边坡的工程特性而盲目施工，在一定条件下容易发生失稳,对工程进展和边坡稳定都会造成严重危害。
国内专家学者已经对全风化的花岗岩边坡进行了大量研究，并把这种边坡划分为类土质边坡，在理论上对其工程特性进行了研究[1-2]，这些研究往往以理论研究为主，并主要针对南方全风化厚度较大的边坡进行研究，北方的花岗岩由于风化作用相对较弱，导致全风化层较薄，边坡开挖后多是全-强风化混合型，在工程性质上比普通全风化花岗岩边坡更具代表性，因此对北方的全-强风化花岗岩边坡的研究具有特殊意义，下面以北方某铁路边坡为例进行研究。
1、环境地质特征 边坡处于低山丘陵区，地势开阔，地形起伏较小，表覆第四系全新统冲洪积层（Q 4
al pl
+）粉质黏土，黄褐色，硬塑，含少量粗砂和碎石，厚度1.2～2.0m,下伏为元古代晋宁期片麻状细粒黑云二长花岗岩（3
2ηγ），全风化厚
度8～10m ，受构造及风化等作用影响，基岩节理裂隙较发育，浅层风化成砂砾碎石状，元古代晋宁期片麻状细粒
黑云二长花岗岩（3
2ηγ）强风化厚度
15～20m ，黄褐色，块状结构，层状构造，节理裂隙较发育，岩体呈碎块状～大块状，锤击声闷，可轻松击碎，长石部分风化，矿物颗粒间粘结破坏，击碎后呈沙砾状。
地下水主要靠大气降水及地表水补给，以蒸发及地下径流为主要的排泄方式。
2、边坡基本情况 边坡位于某铁路K10+578.00～ K11+253.00里程范围内，铁路线路走向298°，研究边坡位于线路右侧，一级边坡高度8.0m ，二级边坡高度1.6～4.5m ；设计边坡坡率0～8m 为1：1.25，以上为1：1.50；一二级护坡间设两米宽平台，边坡均采用六边形空心块内种紫穗槐撒草籽防护，其中二级边坡深度范围内为强风化层， 3、滑坡变性特征 该边坡于5月20日开挖，5月28日开挖至边坡坡脚，6月3日K11+100～K11+117处边坡发生滑塌（如图一所示），现场查看发现滑动带从二级边坡全风化层开始，滑坡后缘出现约0.5m 裂缝，坡脚下强风化层局
部地面略微隆起，滑坡后缘揭露出全风化花岗岩残存节理，表面光滑,走向与线路大致平行，节理面较光滑，有
泥质充填。
滑坡两翼暴露两条产状为330∠
53°和95∠50°的风化残余节理，节理面有约2mm 厚的粘土，粘土已失水
皲裂，滑坡体由于移动破坏，土体均由风化节理处断裂，破坏成块状，节
理面为褐色，部分有充填物。
边坡除滑坡处未发现发育的裂隙。
图一：边坡变形段落
4、滑坡变形成因分析
滑坡变形的成因可以归为内因、外因两大类，内因是风化花岗岩物理力学性能下降、节理裂隙的控制作用，以及节理裂隙中泥质夹层的润滑作用等，外因则是雨水对边坡的作用，人工开挖边坡应力释放，以及暴露时间过长等因素。
具体表现为：
1.风化花岗岩物理力学性能下降
风化作用减少了岩石中某些原生矿物或增加了某些新生矿物成分，增大了易于变形的可能性，同时由于风化作用，使岩石各颗粒间的联结力遭到破坏，导致岩石结构发生变化，使岩石的完整性遭到破坏，强度大幅度降低，影响整个边坡的稳定性。
该边坡主要是全风化和强风化花岗岩，风化后强度大大下降，导致边坡在相对较小的边坡坡率下失稳
2.节理裂隙的控制作用
图二：边坡后缘的节理
风化花岗岩边坡中的节理主要是花岗岩的冷凝裂隙和风化作用产生的裂隙，这些节理裂隙易于发展成为控制边坡稳定的滑动面，边坡在重力作用下产生下滑的趋势，下滑推力在土体内传导的过程中由于节理面（图二）的存在往往产生应力集中，产生以节理面和节理面之间薄弱部位构成的潜在滑动面，该边坡的滑动面就是由三组成簸箕型的节理面控制，并最终形成以这三组节理面和节理面中的薄弱面共同形成的滑动面。
3.节理裂隙中泥质夹层的润滑作用
该边坡是由花岗岩风化后形成的，在原岩风化之前部分张开的节理裂隙中会有泥质或其他充填物（图三），这些充填物与周围岩石相比物理力学性质弱很多，行成相对周围岩体比较薄的软弱夹层，当边坡在重力作用下产生滑动趋势时，会在两侧形成润滑作用，当边坡在基岩内沿软弱夹层、或软弱岩层发生位移，造成边坡滑塌。
图三：节理面中的充填物
4.雨水对边坡的作用
水是影响边坡稳定的重要因素之一，花岗岩风化后由于雨水的下渗,基岩裂隙充水,在一定条件下岩体矿物
吸收水，发生水化作用，引起矿物体积膨胀从而导致岩体松散、破碎，岩体的松散进一步导致水化作用想深部发展和扩散，水的入渗使空隙水压力增加[2]，使基岩中产生倾向坡外的推力,增大了边坡下滑的推力；此外，雨水渗入软弱夹层层面，改变了软弱夹层中的含水量，使软弱夹层泥化，降低了抗剪强度，减弱边坡的抗滑力，这两种因素共同作用减低了边坡的稳定
性。
5.人工开挖边坡
边坡在自然情况下是稳定的，当人工开挖边坡后，原来边坡处的土被剥离，由这部分土产生的重力消失，抵抗边坡下滑得抗滑力减小，而边坡下滑的推力没有变化，当边坡的稳定超过临界状态后，边坡自然向下滑动。
6. 暴漏时间过长
该边坡暴露时间过长而没有采取支护措施，也是导致失稳的一个因素，边坡在没有采取支护措施的情况下，全风化花岗岩自身会有蠕动现象，蠕动产生的微裂缝正好形成了雨水侵入的路径，加剧了边坡的失稳过程。
5、处理措施
该边坡变形破坏之后，现场采取了如下措施：
1.在边坡上方开挖截水天沟，将边坡顶部坑洼处积存的雨水及时排除。
2.清除已经滑落的土石，及时按设计加强支护。
经过半年的观测，边坡保持稳定，并且滑塌处两侧没有继续发展的趋势。
结论：
1.全-强风化花岗岩边坡的稳定
性具有不同于岩体边坡和均匀土质边坡的工程特征，在铁路和公路工程中设计和施工时要加强观测并及时支护。
2.原岩中的节理面的产状对边坡的稳定性起控制作用，尤其当主要节理面与边坡方向形成顺层时，节理裂隙将极有可能发展成为潜在滑动面。
3.软弱夹层的存在、雨水是影响边坡稳定的不利因素，应该在施工时注意观测，及时发现，并在开挖后及时采取支护措施。
参考文献
[1] 赵晓彦，胡厚田，时延兵类土质边坡研究初探[J]．工程地质学报，2005（13（01））：0081-04
[2] 杨明，王波，胡厚田类土质边坡特征的初步探讨[J]，水上保持学报，2002（）12）Vol.16 No.6 P110-135。