危巖穩(wěn)定性計算

4.2危巖體穩(wěn)定性計算及評價4.2.1計算模型目前，按照不同的標準，危巖分類系統多樣，但是，從工程防治的角度按照危巖失穩(wěn)類型進行分類更有價值，可將危巖概化分為滑移式危巖、傾倒式危巖和墜落式危巖3類。計算公式參考重慶市地方標準《地質災害防治工程勘察規(guī)范》(DB50/143-2003)中(30)?(50)計算公式?？辈閰^(qū)內主要為滑移式危巖、傾倒式危巖；當軟弱結構面傾向山外，上覆蓋體后緣裂隙與軟弱結構面貫通，在動水壓力和自重力作用下，緩慢向前滑移變形，形成滑移式危巖，其模式見圖（圖4.2-1）；當軟弱夾層形成巖腔后，上覆蓋體重心發(fā)生外移，在動水壓力和自重作用下，上覆蓋體失去支撐，拉裂破壞向下傾倒，形成傾倒式危巖（圖4.2—2）。圖4.2-1滑移式危巖示意圖圖圖4.2-1滑移式危巖示意圖圖4.2-2傾倒式危巖示意圖1、滑移式危巖體計算（1）計算模型圖4.2-3滑移式危巖穩(wěn)定性計算示意圖（后緣無陡傾裂隙）危巖前緣圖4.2-4危巖前緣圖4.2-4滑移式危巖穩(wěn)定性計算示意圖(后緣有陡傾裂隙)(2)計算公式后緣無陡傾裂隙(滑面較緩)時按下式計算(4.2.1)Wsin0+Qcos0(Wcos0-Qsin0-(4.2.1)Wsin0+Qcos0式中：V——裂隙水壓力(kN/m),V=2Yh2；匕——裂隙充水高度(m),取裂隙深度的1/3。y 取10kN/m。Q——地震力(kN/m),按公式Q=&xW確定，式中地震水平作用系數&取0.05；K——危巖穩(wěn)定性系數；c——后緣裂隙粘聚力標準值(kPa)；當裂隙未貫通時，取貫通段和未貫通段粘聚力標準值按長度加權和加權平均值，未貫通段粘聚力標準值取巖石粘聚力標準值的0.4倍；4——后緣裂隙內摩擦角標準值(kPa)；當裂隙未貫通時，取貫通段和未貫通段內摩擦角標準值按長度加權和加權平均值，未貫通段內摩擦角標準值取巖石內摩擦角標準值的0.95倍；0——軟弱結構面傾角(°)，外傾取正，內傾取負；W——危巖體自重(kN/m3)。后緣有陡傾裂隙、滑面緩傾時，滑移式危巖穩(wěn)定性按下式計算：(Wcos0-Qsin0-Vsin0-U)tg4+c-1^K— ~ ~ ~Wsin0+Qcos0+Vcos0式中符號同前。2、傾倒式危巖計算(1)計算模型hh圖4.2—5a傾到式危巖穩(wěn)定性計算示意圖(后緣巖體抗拉強度控制)圖4.2—5b傾倒式危巖穩(wěn)定性計算示意圖(由底部巖體抗拉強度控制)(2)計算公式①危巖破壞由后緣巖體抗拉強度控制時，按下式計算：危巖體重心在傾覆點之外時：fHiksinP「2H-hb 小八" 77~+TTCOS(P—O)_3sinp cosO _W-a+Q-h+V0E+Jh^+二cos(P—O)sinP3sinPcosO危巖體重心在傾覆點之內時:,H-,H-hfsinP2H-hb c、 k+X-cos（P-0）_3sinPcos0 _+W?aQ?ho+V"t+—+—cos（P-0）_sinP3sinPcos0 _K（4.2.4）式中：h——后緣裂隙深度（m）；h——后緣裂隙充水高度（m）；H——后緣裂隙上端到未貫通段下端的垂直距離（m）；?——危巖體重心到傾覆點的水平距離（m）；力一一后緣裂隙未貫通段下端到傾覆點之間的水平距離（m）；h0——危巖體重心到傾覆點的垂直距離（m）；f——危巖體抗拉強度標準值（kPa），根據巖石抗拉強度標準值乘以0.4lk的折減系數確定：0——危巖體與基座接觸面傾角（°），外傾時取正值，內傾時取負值；P——后緣裂隙傾角（°）。其它符號意義同前。②當危巖的破壞由底部巖體抗拉強度控制時，按下式計算：（4.2.5）1f-b2+Wa（4.2.5）K=—— Q-h0+V（3十g+bcosp）式中各符號意義同前。對于孤立具有緩傾軟弱結構面的危巖體，后緣無裂隙水壓力，其計算時要考慮風力作用，穩(wěn)定性按下式計算：3f?b2+Wa

K-（Q+七）?氣式中：F為風力，F=pS（Vsin①）2,p為空氣密度，標準狀態(tài)下p=1.293kg/m3,S為迎風面積，v為風速，計算時取v=10m/s,①為風向與迎風面積間的夾角。4.2.2危巖穩(wěn)定性計算根據危巖結構特征和形態(tài)特征，結合雁門溝1、2號危巖崩塌分析結果，本區(qū)危巖破壞模式主要為滑移式和傾倒式危巖。（1）計算參數：根據取樣室內資料，危巖體天然重度26.4kN/m3,飽和重度26.7kN/m3；天然抗壓強度標準值19.67MPa，飽和抗壓強度標準值14.07MPa，天然抗拉強度標準值0.68MPa，飽和抗拉強度標準值0.59Mpa。由于勘查區(qū)內無條件進行現場試驗，根據現場對危巖的調查后反復分析，灰?guī)r裂隙面大多平直光滑，呈微張狀，部分石英脈充填，裂隙面結合差，裂隙抗剪強度低，查《建筑邊坡工程技術規(guī)范》（GB50330-2002）表4.5.1，綜合確定，裂隙抗剪強度為：內摩擦角取25?27°，粘聚力47?57kPa。裂隙水壓力按裂隙蓄水能力和降雨情況確定。（2）計算工況計算工況選取如下三種：工況1：自重+現狀裂隙水壓力，（其中裂隙充水高度取取裂隙深度的1/5?1/2）；工況11：自重+暴雨（強度重現期按20a考慮），（其中裂隙充水高度取取裂隙深度的1/2?2/3）；工況111（校核工況）：自重+地震+暴雨（強度重現期按20a考慮），（其中裂隙充水高度取取裂隙深度的1/2?2/3）；4.2.3計算結果危巖穩(wěn)定性計算結果見下表（評價結果依據表4—5）：表4—5 危巖穩(wěn)定性系數及穩(wěn)定性評價危巖號工況-WY1-1WY1-2WY1-3WY1-4WY02—I—穩(wěn)定系數穩(wěn)定性評價穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定II穩(wěn)定系數穩(wěn)定性評價m穩(wěn)定系數穩(wěn)定性評價4.2.4危巖穩(wěn)定性評價(1)危巖穩(wěn)定性評價標準根據《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T0218-2006)，防治工程等級一級，滑塌式危巖穩(wěn)定安全系數取值為1.3,傾倒式危巖穩(wěn)定安全系數取值為1.5,可建立下列評價標準：表4—6 危巖穩(wěn)定性評價標準危巖類型危巖穩(wěn)定狀態(tài)不穩(wěn)定欠穩(wěn)定基本穩(wěn)定穩(wěn)定滑塌式危巖KV1.01.0WKV1.21.2WKV1.3KN1.3傾倒式危巖KV1.01.0WKV1.31.3WKV1.5KN1.5(2)危巖穩(wěn)定性評價從表4-5可知：5個危巖體天然狀態(tài)下都處于穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨或連續(xù)降雨條件下處于基本穩(wěn)定?欠穩(wěn)定狀態(tài)，地震工況均處于不穩(wěn)定狀態(tài)。危巖一區(qū)有危巖體4個，編號為WY1-1，WY1-2，WY1-3，WY1-4；危巖二區(qū)的危巖體WY2；根據野外專項調查，這些危巖體現狀處于穩(wěn)定或基本穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨期處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。經危巖穩(wěn)定性計算：工況1條件下WY1-1，WY1-