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新袁塌滑体的工程地质分析新袁塌滑体位于我国西南地区,属典型构造活动带内的岩质滑坡体,其形成受区域构造应力、岩性组合及降雨等因素共同影响。滑体主要由破碎砂岩、泥岩及断层角砾岩组成,岩体节理裂隙发育,整体稳定性较差。滑坡区地貌陡峻,坡度普遍大于35°,具备滑动的地形条件。工程地质勘察表明,滑体后缘存在明显拉张裂缝,前缘则出现挤压鼓胀现象,表明滑体处于持续缓慢变形状态。地下水沿裂隙渗流加剧了岩体软化和结构面弱化,是诱发滑动的重要因素。该滑体对区域交通、水利及城镇建设构成潜在威胁,因此需加强监测与防治工程设计,如设置排水系统、抗滑桩及锚固支挡等措施,以保障人民生命财产安全和基础设施稳定运行。
图 1 工程地质剖面围
淤泥质粘性土的工程地质特性
土工试验成果表明,该层土天然含水量大于液 限含水量、干密度低、孔隙比大,饱和度高,排水 性能差.土体呈软塑一流塑状态,土质十分松软, 堤身土及堤基土的物理性质指标见表1。
李明福·新袁塌滑体的工程地质分析
2堤身土及堤基土的力学性局
由表2可见,该层土体的饱和快剪强度、三轴 不固结不排水抗剪强度中的凝聚力的平均值、小值 平均值均相差无几、而后者的内摩擦角则较低,平 均值、小值平均值分别为2.9°、1.7°;此外,据孔 内十字板试验成果,其无侧限抗剪强度为14~40 kPa,均说明土体抗剪强度甚低
堤身土体主要由粉质粘土、粘土组成,土质均 匀.呈中等压缩性,属弱透水。 据1组27击标准击实试验,最大干密度为 1.61g/cm²,该段为一级堤防,按压实度0.94考 虑、则筑堤土质量控制干密度应为1.51g/cm。 据土工试验成果,参加统计的6组数据中,天然干 密度小于控制干密度的占66.7%。天然干密度平 均值为1.41g/cm3,低于控制干密度6.6%;天然 干密度小值平均值为1.34g/cm²,低于控制干密 度值11.2%。由于堤身土体干密度小,饱水或突 然增加荷载后将产生较大沉降,大大降低堤身土体 的力学强度
堤身填筑土为粘性土,土质均匀,边坡滑动面 呈弧形,适合用总应力法计算边坡稳定系数。计算 公式如下:
c+tanyh,b,cosa Eyhb.sina:
P 一堤身土的内摩擦角(°),取值10; 一堤身土的粘聚力(kPa),取值20: l一一滑弧总长(m),取值18; h.一一土条平均高度(m); b.一一土条平均宽度(m); α一—土条滑动面倾角(°)。 计算结果.边坡稳定系数F=1.9,达不到 级堤防稳定系数1.3~1.5的要求,而断面设计上 坡度接近1:1.显然是不能满足边坡安全设计要求 的。滑坡安全系数计算示意图如图2。
图2边坡稳定系数计算示意目
根据土体组成及其物理力学性质、土层分布特 征,并结合物探成果推断,滑动面的位置自后缘约 10m处,沿着淤泥质粘性土,即海相第层的顶 面开始滑动,之后,滑面切人第②层内部,即埋深 7~8m,至前缘,则沿着粉土,即第一海相层中 的第③层的顶面;滑动面的分布高程自后缘向前 缘,自两端向中心地带降低,高程在0.1
堤基础持力层除表层较薄的粉质粘土,主要为 淤泥质粘性土,综合分析塌滑形成的内因和外因如 下: (1)从淤泥质粘性土的物质组成及其物理力学 性质看.该层土的天然含水量高、孔隙比大、压缩 性高、抗剪强度低、固结程度差,加之大堤迅速加 高后,其承载力已不能满足堤身稳定要求,堤基附 加应力情况见表3
表3堤基土层受力状况
利水电工程设计DWRHE·2001年第20卷第3期
率最大部位,遭水流冲刷强烈,易形成相对陡岸 地形条件对边坡稳定不利。 综上所述.由于大堤加高过程中填土堆载过快 过高.产生瞬时荷载过大,致使堤基破坏迅速,并 发生了深层滑动,其主滑动的位置及形态见图1。
5.2.2堤基处理措施
(1)砂井结合垫层法:即首先对塌滑体进行清 除、而后采用砂井法排水,待产生一定的固结后, 在其上铺设垫层,并在基础设置变形缝。 (2)碎石桩结合挡墙、排水管法:即对塌滑体 的中心地带采用碎石桩打至滑动面以下,其堤外坡 角设置重力式挡墙,并设立排水管以利排水;挡墙 基础需位于第一海相层中的第层、即粉土层上。 (3)深层水泥搅拌桩法等:
(1)堤基为第四系全新统海陆交互相沉积的粉 质粘土、淤泥质粘性土及粉土,作为主要基础持力 层的淤泥质粘性土,工程地质条件很差,不经处理 不宜直接作为工程基础 (2)堤身塌滑产生的原因,主要是作为基础持 力层的高压缩的淤泥质粘性土,强度低,分布差异 大.堤身土碾压质量差.不能满足边坡稳定要求, 且由于施工方法的不当,在加高过程中原堤顶填土 堆载过快,产生瞬时荷载过大、产生了深层滑动。 (3)堤防边坡滑动破坏的危害性很大,所以在 软土地区修筑堤防前,应全面进行稳定性调查分 析,以提高堤防的安全度
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