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赤平投影分析边坡稳定性例题(边坡赤平投影怎么画)

导语:赤平投影法分析岩质边坡稳定性(一)

岩质边坡的稳定问题历来是边坡工程稳定性分析和研究的重要课题。岩质边坡的变形和破坏主要受岩体中发育的各类结构面所控制。利用极射赤平投影( 以下简称赤平投影) 方法进行岩质边坡稳定性的分析,可直观地表明各组结构面的组合关系、组合切割体与边坡的相对关系、不稳结构体可能变形失稳的方向等,由此得到边坡变形的边界条件,对边坡的稳定性作出定性分析和评价。从 20 世纪 80 年代,赤平投影方法开始引进到工程地质学中,用于分析工程岩质边坡的整体稳定性,现已得到了广泛应用,是目前分析岩质边坡稳定问题的主要方法之一。综合已有理论分析方法与工程实践,从简洁、实用的角度出发,结合工程实例,总结提出赤平投影法分析岩质边坡稳定性的图解模板,谨供同行研究参考。

1 赤平投影法分析岩质边坡稳定性的基本方法

赤平投影法在进行工程岩质边坡的稳定性分析时,具有一定的假设前提,即边坡岩体是刚性的,不考虑内部块体之间的应变,同时忽略条件力的作用,只考虑块体滑动力与抗滑力的作用。

1. 1 岩体中发育 1 组结构面的情况

边坡岩体中仅发育 1 组结构面时,可能的失稳岩体滑动方向即为结构面的倾向,边坡稳定性分析比较简单,可以概括为 3 种工况:

( 1) 当结构面倾向与边坡倾向相反,则不考虑结构面倾角大小,边坡是稳定的;

( 2) 当结构面倾向与边坡倾向相对一致,倾角大于边坡倾角,边坡是较稳定的;

( 3) 当结构面倾向与边坡倾向相对一致,倾角小于边坡倾角,边坡是不稳定的。这是一种最基本、理想的状况,实际工程边坡岩体中分布的结构面远较之复杂。

1. 2 岩体中发育 2 组结构面的情况

边坡岩体中发育 2 组结构面时,边坡的稳定则主要受控于结构面的组合情况。用赤平投影方法,根据结构面和边坡的产状作赤平投影图,分析结构面组合交线与边坡投影弧的相对关系,判断边坡的稳定状态,通常有以下 5 种情况( 如图 1) 。

1) 图 1 中,2 组结构面( J1,J2) 的交点( M) 位于人工边坡( cS) 及天然边坡( nS) 投影弧的对侧( 图1 - a) 。这时结构面的交线 MO 与边坡倾向相反,结构面组合切割体为倾向坡内的稳定结构,边坡处于最稳定状态。

( 2) 结构面的交点与边坡投影弧处于同一侧,位于人工边坡投影弧的内侧( 图 1 - b) 。说明结构面组合交线的倾向与边坡倾向相对一致,但倾角大于人工边坡的坡角,结构面组合切割体不会沿 MO线滑落,边坡处于稳定状态。

( 3) 结构面的交点和边坡投影弧在同一侧,落于天然边坡投影弧的外侧( 图 1 - c) 。说明结构面组合交线的倾向与边坡倾向相对一致,倾角小于天然边坡的坡角,即结构面组合交线在天然边坡坡面上没有出露,并不会切穿边坡岩体,切割体属于较稳定结构,边坡处于较稳定状态。

( 4) 结构面的交点与边坡投影弧在同一侧,处于人工边坡和天然边坡投影弧之间( 图 1 - d) 。说明结构面组合交线的倾向与边坡倾向相对一致,倾角小于人工边坡的坡角而大于天然边坡的坡角,结构面组合交线在天然坡面上有出露,但距坡顶较远,以致于没在人工边坡坡面出露,而是插于坡脚之下,结构面组合切割体属于较不稳定结构,边坡处于较不稳定状态。

( 5) 结构面的交点与边坡投影弧在同一侧,处于人工边坡和天然边坡投影弧之间( 图 1 - e) 。说明结构面组合交线的倾向与边坡倾向相对一致,倾角小于人工边坡的坡角而大于天然边坡的坡角,结构面组合交线在天然坡面和人工边坡坡面均有出露,组合切割体属于不稳定结构,边坡处于不稳定状态。实际工程中,边坡岩体中可能发育 2 组及以上多组结构面,结构面之间的组合情况也可能更为复杂。但是,可以将多组结构面进行两两组合,将之转化为 2 组结构面的组合情况,从而依据前述方法,分析 2 组结构面组合切割体的结构稳定。如此,遵循原则为: 若边坡体中各个组合切割体均为稳定结构,则边坡处于稳定状态; 反之,如果有其中 1 个组合切割体为不稳定结构,则边坡整体处于不稳定状态。

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