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造价工程师土建工程高频考点:影响边坡稳定因素
影响边坡稳定性的因素有内在因素与外在因素两个方面。内在因素有组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应力等,它们常常起着主要的控制作用;外在因素有地表水和地下水的作用、地震、风化作用、人工挖掘、爆破以及工程荷载等。
防渗和排水
地下水是影响边坡稳定最重要、最活跃的外在因素,绝大多数滑坡都与地下水的活动有关。地下水的作用是很复杂的,主要表现在以下几个方面:
(1)地下水会使岩石软化或溶蚀,导致上覆岩体塌陷,进而发生崩塌或滑坡。
(2)地下水产生静水压力或动水压力,促使岩体下滑或崩倒。
(3)地下水增加了岩体重量,可使下滑力增大。
(4)在寒冷地区,渗入裂隙中的水结冰,产生膨胀压力,促使岩体破坏倾倒。
(5)地下水产生浮托力,使岩体有效重量减轻,稳定性下降。
岩石的主要物理性质
防渗和排水是整治滑坡的一种重要手段,只要布置得当、合理,均能取得较好效果。为了防止大气降水向岩体中渗透,一般是在滑坡体外围布置截水沟槽,以截断流至滑坡体上的水流。应在大的滑坡体上布置一些排水沟,同时要整平坡面,防止有积水的坑洼,以利于降水迅速排走。针对已渗入滑坡体的水,通常是采用地下排水廊道,截住渗透的水流或将滑坡体中的积水排出滑坡体以外。
湿陷性黄土
在天然含水量时一般呈坚硬或硬塑状态,具有较高的强度和低的或中等偏低的压缩性,但遇水浸湿后,强度迅速降低,有的即使在其自重作用下也会发生剧烈的沉陷。湿陷性黄土受水浸湿后,在其自重压力下发生湿陷的,称为自重湿陷性黄土。而在其自重压力与附加压力共同作用下才发生湿陷的,称为非自重湿陷性黄土。
锚固措施
锚固措施,有锚杆(或锚索)和混凝土锚固桩两种类型,其原理都是提高岩体抗滑(或抗倾倒)能力。预应力锚索或锚杆锚固不稳定岩体的方法,适用于加固岩体边坡和不稳定岩块。锚固桩(或称抗滑桩)适用于浅层或中厚层的滑坡体滑动。它是在滑坡体的中、下部开挖竖井或大口径钻孔,然后浇灌钢筋混凝土。垂直于滑动方向布置一排或两排,桩径通常为l~3m,深度一般要求滑动面以下桩长占全桩长的1/4-1/3.
地下工程位置选则的影响因素
地下工程位置的选择,除取决于工程目的要求外,还需要考虑区域稳定、山体稳定及地形、岩性、地质构造、地下水、地应力等因素的影响。
(1)地形条件:在地形上要求山体完整,地下工程周围包括洞顶及傍山侧应有足够的山体厚度。如选择隧洞位置时,隧洞进出口地段的边坡应下陡上缓,无滑坡、崩塌等现象存在。
(2)岩性条件:一般在坚硬完整岩层中开挖,围岩稳定、进度快、造价低。在软弱、破碎、松散岩层中开挖,顶板易坍塌,边墙及底板易产生鼓胀挤出变形等事故,且需边开挖边支护或超前支护,进而影响工程造价和工期。一般而言,岩浆岩、厚层坚硬的沉积岩及变质岩,围岩的稳定性好,适于修建大型的地下工程。凝灰岩、黏土岩、页岩、胶结不好的砂砾岩、千枚岩及某些片岩,稳定性差,不宜建大型地下工程。松散及破碎的岩石稳定性极差,选址时应尽量避开。
(3)地质构造条件:
①褶皱的影响。在背斜核部,岩层呈上拱形,岩层虽破碎,但像石砌的拱形结构,能将上覆岩层的荷重传递至两侧岩体中,有利于洞顶的稳定。向斜核部岩层呈倒拱形,顶部被张裂隙切割的岩块上窄下宽,易于塌落。原则上应避开褶皱核部,若必须在褶皱岩层地段修建地下工程,可以将地下工程放在褶皱的两侧。
②断裂的影响。应避免地下工程轴线沿断层带布置。而地下工程轴线垂直或近于垂直断裂带,所需穿越的不稳定地段较短,但也可能产生塌方。因此,在选址时应尽量避开大断层。
③岩层产状的影响。在水平岩层中布置地下工程时,应尽量使地下工程位于均质厚层的坚硬岩层中。若地下工程必须切穿软硬不同的岩层组合时,应将坚硬岩层作为顶板,避免将软弱岩层或软弱夹层置于顶部,后者易于造成顶板悬垂或坍塌。软弱岩层位于地下工程两侧或底部也不利,容易引起边墙或底板鼓胀变形或被挤出。在倾斜岩层中,一般也是不利的。当洞身穿过软硬相间或破碎的倾斜岩层时,顺倾向一侧的围岩易于变形或滑动,造成很大的偏压,逆倾向一侧围岩侧压力小,有利于稳定。
(4)地下水。在选址时最好选在地下水位以上的干燥岩体内,或地下水量不大、无高压含水层的岩体内。
(5)地应力。初始应力状态是决定围岩应力重分布的主要因素。
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