一位专家对某个边坡的溃屈破坏进行了分析,以下是他的PPT的相关部分。
我认为,这位专家的意见对以后边坡溃屈破坏的预防没有多少实际意义。
1.所谓溃屈破坏是层面不临空的顺向坡发生的上段由层面控制、下段由岩体强度控制的滑动。溃屈破坏不仅仅可能发生于层面不临空的薄层页岩顺向坡,凡是下部岩体强度相对不足的层面不临空的顺向坡都可能出现溃屈破坏。例如:下部在结构面法向上厚度相对不足;下部宽度相对不足;下部强度参数相对不足。
顺层放坡高度过大会导致下部在结构面法向上厚度相对不足。
下部洞室开挖会导致下部宽度相对不足。重庆某个施工中的高速公路隧道洞脸边坡,是个层面不临空的厚层砂岩顺向坡,左侧被原有公路切割,右侧被冲沟切割。洞室开挖导致边坡下方岩体强度不足,边坡发生溃屈破坏。重庆某个采石场边坡是个层面不临空的厚层灰岩顺向坡,左右两侧均被溶蚀裂隙切割,下部有溶洞,业主想加以利用,对其进行了扩展,导致边坡下方岩体强度不足,边坡发生溃屈破坏。
下部岩性或完整性变差会导致下部强度参数相对不足。这种情况和一些由裂隙切割形成的危岩(见下图)类似。
因此,不仅对层面不临空的薄层页岩顺向坡要重视发生溃屈破坏的可能,对层面不临空的顺向坡都有重视的必要。
2.案例中溃屈破坏的发生,不是因为锚杆挡墙中的锚杆不是预应力锚杆,而是因为勘察人只对直立边坡破坏方式做出顺层滑动的判断,没有对顺层放坡形成的层面不临空的顺向坡破坏方式做出溃屈破坏的判断,在此情况下,设计人自然没有针对层面不临空的顺向坡采取溃屈破坏的防范措施。设计人设计的锚杆挡墙是针对受岩体强度控制的破坏,根据勘察人提供的岩体等效内摩擦角算得的主动岩石压力和勘察人提供的岩体破裂角设计出来的。因岩体破裂角与层面倾角或坡角相差仅10度左右,根据四十好几度的岩体等效内摩擦角算得的主动岩石压力强度是相当小的,因而相应支护强度无法满足抵抗溃屈破坏的需要。
3.如果所设计的锚杆挡墙是用于预防溃屈破坏的,且勘察人提供层面强度参数时考虑了放坡施工的卸荷作用对陡倾层面强度参数的不利影响,那么对锚杆不施加预应力、对坡脚不进行预加固也能有效防范溃屈破坏。实际上,全粘结锚杆施工过程中的灌浆对层面强度的提高是有利的。
4.溃屈破坏是层面不临空的顺向坡的一种失稳(滑动)公式,但不是所有的层面不临空的顺向坡都会发生溃屈破坏,也不是所有的层面不临空的薄层页岩顺向坡都会发生溃屈破坏,勘察人不能一看到层面不临空的顺向坡或者层面不临空的薄层页岩顺向坡,就得出边坡可能会发生溃屈破坏的结论,提出对溃屈破坏进行预防的建议;设计人也不能一看到层面不临空的顺向坡或者层面不临空的薄层页岩顺向坡,就给出预防溃屈破坏的支护施工图。对于防范溃屈破坏,勘察设计人只是高度重视是不行的,措施不是无效就是浪费,勘察结论和设计结果都要有依据。我认为,勘察设计人各自需要做下列工作:
(1)勘察人对顺层放坡后溃屈破坏这种破坏方式下的边坡稳定性进行分析,分析时,滑面上段的位置和强度参数取层面的位置和强度参数,滑面下段强度参数取岩体强度参数(指岩体粘聚力和岩体内摩擦角),具体滑面位置通过搜索确定,如存在相应稳定系数小于稳定安全系数的情况,则判断边坡可能发生溃屈破坏,如最小稳定系数大于或等于稳定安全系数,则判断边坡不会发生溃屈破坏。勘察人还需提醒设计人,根据设计的坡形复核溃屈破坏这种破坏方式下的边坡稳定性,如稳定性不满足要求,则边坡工程设计需同时满足抗溃屈破坏和抗拉裂变形的要求。
(2)如勘察人判断边坡可能发生溃屈破坏,或设计人根据设计的坡形进行稳定性复核的结果判断边坡可能发生溃屈破坏,则设计人考虑是降低坡率还是进行支护。但无论是降低坡率还是进行支护,均需同时满足抗溃屈破坏和抗拉裂变形的要求。当采用支护措施时,根据拟定的支护方式,采用按稳定性公式反算法进行抗滑支护结构岩土荷载计算,计算时所用强度参数与上相同,采用静止岩土压力修正法进行抗拉裂支护结构岩土荷载计算,支护结构设计需同时满足抗溃屈破坏和抗拉裂变形的要求。
有关详情,见《边坡规范修改建议》一书。