岸坡稳定性影响因素

如题所述

影响斜坡稳定性的因素十分复杂,其中最主要的有斜坡岩土类型及性质、地质结构、水文地质条件等。除此以外,还有岩石风化、地表水和大气水的作用、地震及人类工程活动等。这些因素综合起来可分为两大方面,即内在因素和外在因素。内在因素包括:斜坡岩土的类型和性质、岩土体结构等;外在因素包括:水文地质条件及地表水和大气水的作用、岩石风化、地震以及人为因素等。对斜坡稳定性有影响的最根本因素为内在因素,它们决定斜坡变形破坏的形式和规模,对斜坡的稳定性起着控制作用,对岩质斜坡的影响尤为显著。外在因素则只有通过内在因素才能对斜坡稳定性的变化起到促进作用,促使斜坡变形破坏的发生和发展。外在因素变化频繁,其作用很强烈,有时成为斜坡破坏的直接原因。

一、岩土类型及性质的影响

斜坡岩土体的性质是决定斜坡抗滑力的根本因素。坚硬完整的岩石如花岗岩、石灰岩等,能够形成很陡的高边坡而不失其稳定,软弱岩石或土只能形成低缓的斜坡。

沉积岩组成的斜坡最大特点是具有层理,而层理面具有控制斜坡稳定性的作用。沉积岩层常夹有软弱岩层,如厚层灰岩中夹泥灰岩,砂、砾岩中夹泥岩、页岩薄层等。这些软弱岩层常易构成滑动面(带)。

由岩浆岩组成的斜坡稳定性一般较好,但原生节理发育,也常有崩塌发生。特别是在风化强烈地区,小型崩塌和浅层滑坡较为多见,其主要原因是风化营力的作用,使风化带内的岩石强度降低,导致斜坡崩塌。在凝灰岩为主的火山岩系中,因其强度较低,常见滑坡发生。凝灰质页岩性质更差,往往成为滑坡面,依附于其上的一系列山坡均不稳定,滑坡成群出现。

变质岩的斜坡稳定性一般比沉积岩为好,尤其深变质岩,如片麻岩、石英岩等其性质与岩浆岩相近。片岩类依其矿物成分不同,工程地质性质有着极大差异。石英片岩、角闪片岩的强度很高,能维持较高的陡坡;而滑石片岩、绢云母片岩、绿泥石片岩等强度很低。千枚岩、泥质板岩因其易泥化,性质软弱,最易发生表层挠曲或弯折倾倒等变形。

二、地质结构的影响

斜坡中的各种结构面对斜坡稳定性有着重要影响。特别是软弱结构面与斜坡临空面的关系,对斜坡稳定起着很大作用。这种关系多种多样,稳定性也各不相同,可以分为以下几种情况:

1)平叠坡:主要软弱结构面水平,这种斜坡比较稳定。

2)顺向坡:主要是指软弱结构面的走向与斜坡面的走向平行或比较接近,且倾向一致的斜坡。当结构面倾角β小于坡角α时,斜坡稳定性最差,极易发生顺层滑坡。自然界这种滑坡最为常见,人工斜坡也易遭破坏,当β大于α时,斜坡稳定性较好。

3)逆向坡:主要软弱结构面的倾向与坡面倾向相反,即岩层面倾向坡内。这种斜坡一般是稳定的,有时有崩塌现象,而滑动的可能性较小。但有其他断裂结构面配合时,也可形成滑坡。

4)斜交坡:主要软弱结构面与坡面走向成斜交关系,交角越小,稳定性越差。

5)横交坡:主要软弱结构面的走向与坡面走向近于垂直,这类斜坡稳定性较好,很少发生大规模滑坡。

三、地表水和地下水的影响

每到雨季,崩塌和滑坡频繁发生,很多滑坡都发生在地下水比较丰富的斜坡地带。水库蓄水后,周围岸坡因浸水而多有滑动。地表水、地下水对斜坡稳定性的影响十分明显。水的作用主要表现为对岩土软化、泥化作用、水的冲刷作用、静水压力和动水压力等。

土坡或岩质边坡中的泥质岩层,在雨水渗入、地下水位升高而受到浸湿时就会改变其稠度,使之软化,抗剪强度降低,从而可以引起斜坡变形和破坏。页岩、凝灰岩、粘土岩等亲水性很强,水对其软化作用很显著。

水的冲刷作用使河岸变高、变陡。水流冲刷坡脚,切断滑动面使之临空或将趋于稳定的老滑坡的下部物质带走,从而导致滑坡的复活。

由于雨水渗入,河水位上涨或水库蓄水等原因,使得地下水位上升。水位抬高,又使孔隙水压力提高,降低了抗滑力,造成斜坡失稳。当地下水由斜坡岩土体中排出时,由于有一定的水力梯度,形成动水压力,增加了沿地下渗流方向的滑动力,对斜坡稳定不利。水库使用期,库水位迅速下降,使得斜坡岩土中的水排出较慢,而地下水位的下降滞后于水库水位,故形成较大的动水压力,这时,岸坡常遭受破坏。

四、地震和人类活动的影响

地震是造成斜坡失稳最重要的触发因素之一,许多大型崩塌或滑坡的发生都与地震密切相关。地震对斜坡影响的机理主要包括以下几个方面。从震源开始分布于地壳中的弹性振动,向周围介质传递时具有一定的加速度,因此便产生地震力,其数值等于加速度与物体质量的乘积。同时,在地表物体和建筑物内部将产生一种与地震力大小相等、方向相反的惯性力,因此,地震总会在斜坡内引起一种附加应力,这种附加应力存在的时间如同引起它的地震振动的延续时间一样,也是很短的,地震还可以引起岩土体结构和强度的变化。

随着科学技术的不断进步,人类工程活动的规模日益增大,因此,对斜坡稳定性的影响也越来越大。由于采矿掏挖坡脚逐步引起坡体失稳的实例举不胜举。另外,大量开挖的人工边坡对斜坡稳定性都有较大影响。人工加载也是斜坡破坏的又一重要人为因素。

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