岸坡巖體穩(wěn)定性赤平投影法分析_圖文

1、岸坡巖體穩(wěn)定性赤平投影法分析 收稿日期:2010 02 26作者簡(jiǎn)介:趙德文(1979 ,男,碩士,工程師,中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司地質(zhì)路基處,湖北武漢 430063趙德文摘 要:結(jié)合分香溪中橋橋基岸坡工程地質(zhì)條件,采用赤平投影分析方法,對(duì)橋基岸坡巖體穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)與分析,結(jié)果表明,宜昌端有滑塌體處于岸坡臨空面上,穩(wěn)定系數(shù)分別為1.50,2.40,處于穩(wěn)定狀態(tài);萬(wàn)州端岸坡巖層的傾向與坡向方向相反,沒(méi)有滑塌體出現(xiàn)在岸坡的臨空面上,整個(gè)巖體處于穩(wěn)定狀態(tài)。關(guān)鍵詞:岸坡,工程地質(zhì)條件,赤平投影中圖分類號(hào):T U 457文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A赤平投影法是岸坡巖體穩(wěn)定性分析常用的方法之一,這種方法具有直觀、

2、簡(jiǎn)便、快捷的優(yōu)點(diǎn),在巖體工程地質(zhì)力學(xué)研究和實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用。赤平極射投影方法最早應(yīng)用于天文學(xué),用于表示星體在太空中的位置及它們之間的角度距離。20世紀(jì)80年代,赤平極射投影法開(kāi)始應(yīng)用于工程地質(zhì)學(xué),主要用于岸坡巖體穩(wěn)定性分析和評(píng)價(jià)。本文結(jié)合工點(diǎn)實(shí)例,應(yīng)用赤平投影法,對(duì)岸坡巖體穩(wěn)定性進(jìn)行探討分析。1 巖體不同滑塌形式的赤平投影表示1.1 赤平投影法原理赤平投影法主要用來(lái)表示線和面的方向、相互間的角距關(guān)系及其運(yùn)動(dòng)軌跡,把物體三維空間的幾何要素(線、面反映在投影平面上。赤平投影是以圓球體作為投影工具,其進(jìn)行投影的各個(gè)組成部分稱為投影要素,包括:投影球、赤平面、基圓、極射點(diǎn)。結(jié)構(gòu)面與投影球相交得到

3、結(jié)構(gòu)面的球面投影。通過(guò)一個(gè)球極向結(jié)構(gòu)面球面投影的圓周各點(diǎn)發(fā)出射線,該射線和赤道平面的交點(diǎn)軌跡構(gòu)成結(jié)構(gòu)面的大圓赤平投影。同樣,可將結(jié)構(gòu)面的法線通過(guò)赤平投影得到結(jié)構(gòu)面的極點(diǎn)赤平投影。構(gòu)造線的極點(diǎn)投影法與結(jié)構(gòu)面的極點(diǎn)投影法相同。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)常采用上極點(diǎn)下半球投影。1.2 巖體不同滑塌形式的赤平投影巖體受結(jié)構(gòu)面切割的影響,形成不同的切割錐形體,切割錐形體可能的滑塌形式有墜落、沿單滑面滑動(dòng)或雙滑面滑動(dòng),其滑動(dòng)方向均指向赤平面以下,故采用下半球投影來(lái)分析巖體穩(wěn)定性。切割錐形體的重力矢量落在切割錐形體曲底面之內(nèi),形成墜落體(見(jiàn)圖1a;反之,不能形成墜落體,只能形成沿單滑面滑動(dòng)或者雙滑面滑動(dòng)的滑塌體(見(jiàn)圖1b。

4、因而墜落體切割錐形體重力矢量的赤平投影也必然落在組成墜落體各結(jié)構(gòu)面所形成的切割錐形體的曲底面赤平投影之內(nèi),并位于各結(jié)構(gòu)面之下(見(jiàn)圖1c。對(duì)于單滑面切割錐形體,其赤平投影由包括單滑面之傾向在內(nèi),位于單滑面之上的赤平投影曲邊多邊形組成(見(jiàn)圖2。沿雙滑面滑動(dòng)的切割錐形體,當(dāng)滑動(dòng)切割錐形體位于兩滑面之上時(shí),其滑動(dòng)方向位于兩滑面傾向之間(見(jiàn)圖3a,而當(dāng)滑動(dòng)切割錐形體位于一滑面之上另一滑面之下時(shí),其滑動(dòng)方向位于兩滑面傾向的同側(cè)(見(jiàn)圖3b。2 工點(diǎn)工程地質(zhì)條件分香溪中橋跨越分香溪河谷,河谷蜿蜒曲折,河岸沖刷光滑,為 V 形谷,河床中部分地段堆積塊石,部分基巖裸露,兩側(cè)岸坡陡峻,尤其萬(wàn)州臺(tái)方向,陡坎高約30m

5、,宜昌臺(tái)方向稍緩,但也形成高2m6m 的小坎,交通極不便利,稍緩的山坡植被茂密,為混葉林。地層巖性為灰?guī)r,灰色、灰白色,中厚層巨厚層狀,弱風(fēng)化。橋址處于寬緩向斜的北翼,表現(xiàn)為單斜構(gòu)造,地層產(chǎn)狀:185 190 25 30 ,發(fā)育兩組風(fēng)化節(jié)理,節(jié)理不發(fā)育,巖體較完整。節(jié)理產(chǎn)狀:1120 85 ,構(gòu)造節(jié)理,節(jié)理間距1m4m,延伸長(zhǎng)2.5m,寬張節(jié)理,無(wú)充填;210 85 ,構(gòu)造節(jié)理,節(jié)理間距1m,延伸長(zhǎng)5m,微張節(jié)理,無(wú)充填。3 赤平投影法分析與評(píng)價(jià)對(duì)于各類滑塌體的穩(wěn)定系數(shù)可按下式確定:直接墜落體:k =0(1單滑面:k =ctg i tan i(2雙滑面:k =cos ij (sin i tan

6、 j +sin j tan i sin ij sin ( i + j (3其中, i 為單滑面傾角; ij 為雙滑面交線的傾角; i , j 分別為雙滑面交線的法線與p i ,p j 面法線的夾角。分香溪中橋宜昌端坡向?yàn)?69 34 ,萬(wàn)州端坡向?yàn)?49 63 。岸坡巖體結(jié)構(gòu)面共3組,其產(chǎn)狀分別為:180 25 ,120 85 ,1085 ,節(jié)理面摩擦系數(shù)均為0.7,分香溪中橋宜昌端巖體結(jié)構(gòu)面赤平投影如圖4所示。圖4中,只要考慮坡向線以外塊體的穩(wěn)定性。即圖中編號(hào)為1和13塊體的穩(wěn)定性。其中塊體1為單滑面,塊體13為雙滑面。淺談濕陷性黃土的地基處理方法 收稿日期:2010 02 27作者簡(jiǎn)介:李

7、 娟(1976 ,女,工程師,山東三維石化工程股份有限公司,山東淄博 255434程 鵬(1978 ,男,工程師,山東三維石化工程股份有限公司,山東淄博 255434李娟 程鵬摘 要:結(jié)合多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),分析了濕陷性黃土地基的發(fā)生原因,針對(duì)建、構(gòu)筑物的類別、濕陷性黃土層的厚度、濕陷性的等級(jí)等,提出了濕陷性黃土地基的處理方法,以確保濕陷性黃土地基處理滿足規(guī)范要求。關(guān)鍵詞:濕陷性黃土,地基處理,自重濕陷系數(shù),處理方法中圖分類號(hào):T U 475.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A濕陷性黃土在我國(guó)分布較廣,遍布甘、陜、晉大部分地區(qū)以及豫、冀、魯、寧夏等地區(qū)。齊魯石化煉油廠大部分裝置的地基土均為非自重濕陷性黃土,所以在設(shè)

8、計(jì)、施工過(guò)程中應(yīng)特別注意其濕陷性對(duì)建、構(gòu)筑物的影響。1 原因分析濕陷性黃土的濕陷發(fā)生,主要是由于管道(或水池漏水、地面積水、生產(chǎn)和生活用水等滲入地下,或由于降水量較大使地下水位上升而引起。黃土受水浸濕時(shí),結(jié)合水膜增厚楔入顆粒之間,結(jié)合水連接消失,骨架強(qiáng)度迅速降低,土體在上覆土層的自重應(yīng)力或在附加應(yīng)力和自重應(yīng)力的綜合作用下,土粒滑向大孔,顆粒間孔隙減少,使土的結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著的附加下沉,強(qiáng)度也隨之迅速降低。黃土中膠結(jié)物的多寡和成分,以及顆粒的組成和分布、孔隙比、含水量等對(duì)黃土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有著重要的影響。在自重應(yīng)力下浸濕后發(fā)生濕陷的,為自重濕陷性黃土;在自重應(yīng)力作用下受水浸濕后不發(fā)生濕陷的,為

9、非自重濕陷性黃土。2 處理方法濕陷性黃土的地基處理方法很多,常用的方法有墊層法(包括土墊層和灰土墊層、砂墊層和砂石墊層、強(qiáng)夯法、擠密法、預(yù)浸水法、樁基等。各種處理方法都有它的適用范圍、局限性和優(yōu)缺點(diǎn),應(yīng)根據(jù)地基土的具體情況選擇方法。2.1 土墊層和灰土墊層、砂墊層和砂石墊層土墊層和灰土墊層是先將基底下擬處理的濕陷性黃土挖出,并利用基坑內(nèi)的黃土或就地挖出的其他黏性土作為填料,灰土應(yīng)過(guò)篩和拌和均勻,然后根據(jù)所選用的夯(或壓實(shí)設(shè)備,在最優(yōu)或接由式(2和式(3計(jì)算可知:k 1=1.50,k 13=2.4。分香溪中橋萬(wàn)州端巖體結(jié)構(gòu)面赤平投影如圖5所示。圖5中,可以看到巖層的傾向與坡向方向相反,在坡向以外

10、,沒(méi)有巖塊體滑動(dòng),所以整個(gè)岸坡巖體處于穩(wěn)定狀態(tài)。4 結(jié)語(yǔ)通過(guò)分香溪中橋岸坡巖體穩(wěn)定性赤平投影法評(píng)價(jià)與分析,可得到如下結(jié)論:1分香溪中橋宜昌端岸坡巖體墜落體G ,單滑面2,3,雙滑面23切割錐形體的投影與岸坡巖體的坡向投影相交,在邊坡面上形成滑塌體,只有單滑面1和雙滑面13切割錐形體出現(xiàn)在岸坡的臨空面上,計(jì)算分析可知,單滑面1和雙滑面13滑塌體穩(wěn)定系數(shù)分別為1.5,2.4,處于穩(wěn)定狀態(tài)。2分香溪中橋萬(wàn)州端岸坡巖層的傾向與坡向方向相反,沒(méi)有滑塌體出現(xiàn)在岸坡的臨空面上,故岸坡巖體處于穩(wěn)定狀態(tài)。參考文獻(xiàn):1 蔣爵光.用赤平投影進(jìn)行節(jié)理巖體穩(wěn)定性分析的方法J.西南交通大學(xué)學(xué)報(bào),1985(2:37 44.

11、2 石根華.巖體穩(wěn)定分析的赤平投影方法J.中國(guó)科學(xué),1977(3:20 23.3 E.Hoek,J.W.Br ay.Rock Slope Engineering M .Beijing :M etallurg y Industy Publication House,1983:39 42.4 馮棟棟,易萍華.滑坡治理措施淺析J.山西建筑,2008,34(7:127 128.5 孫玉科,古 迅.赤平極射投影在巖體工程地質(zhì)力學(xué)中的應(yīng)用M .北京:科學(xué)出版社,1980.6 王思敬,薛守義.巖體邊坡楔形體動(dòng)力學(xué)分析J.地質(zhì)科學(xué),1992(2:177 182.The method of stereograp

12、hic projection for analysing bank slope rock mass stabilityZHAO De w enAbstract:Based on the eng ineering geological conditions of bank slope of Fenxiangx i Bridg e,using stereographic pr ojection analysis met hod,t his paper car ries out the ev aluation and analysis o n the bank slope stability.And the r esults shows that on the Y ichang end,a slump block i s located in the free face o f t he bank slo pe,and the calculation coefficients of stability are respect ively 1.50, 2.40,w hich shows it is in stable state,on the Wanzhou end,the dip of the rock