切向坡的错误分析

文摘   2024-11-17 17:56   重庆  

昨日公众号《玉述岩土》“顺向坡的漏判”一文着重介绍顺向坡漏判的几种情况,同时指出:“对于顺向坡,分析时,把沿层面滑动的滑向视为层面倾斜线方向,一般不考虑两侧的抗滑阻力因此,把层面倾向与坡向夹角不超过30度的边坡均视为顺向坡这种处理方式对于层面倾向与坡向不完全一致的边坡而言,不仅分析偏于简单,而且偏安全层面倾向与坡向夹角越大,偏安全越多。”这其实也暗示把层面倾向与坡向明显不一致的边坡视为切向坡是正常的,并无不妥,不妥的是对切向坡的分析错误。

下面用一个例子来说明。

曾有一位专家介绍过一个“顺层滑坡”的案例。以下是他的PPT的有关部分。

对这位专家的分析,我是不赞成的。

1.勘察单位按在场地露头处量测的岩层产状,算得层面倾向与坡向夹角为32度,判断上阶边坡为切向坡,是正常的。由于同一岩层层面产状也会有所变化,岩层产状在倾向上有2~3度的差异是正常的,老实说,谁能保证在露头处自己量测的岩层产状很准?因为它本来就有所变化,不是一个定值。这正是边坡稳定性分析要有一个显著大于1的稳定安全系数的原因之一。

2.就算上阶边坡开挖后在开挖面上量测的层面倾向总趋势是坡向夹角略小于30度,将上阶边坡判断为切向坡也是正常的。因为它本来就是切向坡。层面倾向与坡向夹角不超过30度的边坡均视为顺向坡只是偏安全地为岩土人的分析提供方便。

3.事实说明,上阶边坡的滑移不是顺层滑坡。所谓顺层滑坡是指岩层沿层面倾斜线方向滑动。上阶边坡坡顶拉裂缝平行边坡开挖线(切坡线)走向,而非平行层面走向,因此,上阶边坡的滑移不是顺层滑移,其滑移方向的方位与坡向相同,而显著地不同于层面倾向。这表明,勘察单位关于上阶边坡是切向坡不是顺向坡的判断是正确的。

上阶边坡坡顶在边坡开挖后具有突出山包地形。突出山包部分这个浅表层地质体对层面倾向这个临空方向而言,是个临空顺向坡,但未发生顺层滑动。这是由于临空层面不仅倾角小,具有粘聚力,而且上方的岩体厚度小(从而自重应力小),由层面粘聚力和层面摩擦力构成的抗剪强度显著大于剪应力。勘察单位对这个部分,没有指出来并进行分析,这是勘察单位的漏判,但这种漏判对这个工程而言未造成不良后果。

4.重要的是,勘察单位对上阶边坡这个切向坡的分析有误。对这样的切向坡,不能简单地说稳定性受岩体强度控制。顺向坡与切向坡是逐渐过渡的,相应破坏方式也是逐渐过渡的。对这个层面倾向坡外的切向坡而言,层面仍然起着滑面的作用,只不过不是滑面的全部,而是滑面的一部分,另一部分滑面是受岩体强度控制的滑面。这两个滑面的倾向不同,它们构成滑面的全部,属于非平面型的滑面,这两个滑面的交线方向便是滑向,交线方向的方位角便是滑向方位角。对相应滑体进行稳定性分析,需注意几点:

(1)稳定性计算时滑向方位角应是坡向,即以坡向为两个滑面交线的倾向。

(2)两个滑面中,受岩体强度控制的滑面强度参数确定需考虑追踪裂隙造成的强度参数降低。如果进行简单而偏保守的分析,可以把稳定性分析视为平面问题,以两个滑面交线倾角为滑面倾角,以层面强度参数为滑面强度参数。

(3)对缓外倾滑面,需进行条分,从后往前逐条计算,遇稳定系数大于或等于稳定安全系数情形时将该条舍弃。如果最末条块仍是这种情况,则表示边坡稳定系数大于或等于稳定安全系数,边坡是稳定的。计算时,不计条块之间拉力,这是因为,一方面,拉裂缝的形成往往追踪已有裂隙,而裂隙的抗拉强度很小,另一方面,边坡开挖有卸荷效应,拉裂缝形成之前有新的拉应力作用。一些边坡因受原始陡坡地形影响,在开挖之前就有卸荷裂隙了。

5.在勘察和设计分工明确、各担其责的情况下,边坡工程设计单位采用地勘结论进行设计并无不妥。是顺向坡还是切向坡的判断由勘察单位作出后,难道设计单位还要进行岩层产状复核?设计单位的问题与勘察单位以及这位专家一样,主要是对切向坡的破坏方式和稳定性分析存在不正确的认识,但对切向坡的破坏方式和稳定性分析有正确的认识是勘察单位应负的责任。

其实,连反向坡也不能绝对地认为层面不起滑面作用。如果层面软弱,其走向与边坡走向夹角不大,又有一组裂隙配合,使层面与裂隙的交线倾向坡外,尽管交线倾向与坡向夹角很大,仍有沿层面和裂隙滑动的可能。造成重大损失的重庆武隆鸡尾山滑坡便是这种情况。

常有人说,失败的教训比成功的经验更重要。在我看来,这要看失败的教训是否总结到位,是否真正吸取。

玉述岩土
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