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淺析水對邊坡穩(wěn)定的影響論文
摘要:在現(xiàn)代化工程的建設(shè)過程中或建成后的運(yùn)營期間,有時不可避免地形成了大量邊坡工程;本文綜合分析了水對邊坡穩(wěn)定的影響因素,望在工程的完善建設(shè)中起到一定指導(dǎo)作用。
關(guān)鍵詞:邊坡;邊坡穩(wěn)定;邊坡治水
一、前言
隨著現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的迅速發(fā)展,各類高層建筑、水利水電設(shè)施、港口、高速公路、鐵路、能源工程等大量開工建設(shè),在這些工程的建設(shè)過程或建成后的運(yùn)營期間,有時不可避免地形成了大量邊坡工程;這些邊坡工程的穩(wěn)定狀況,事關(guān)工程建設(shè)的成敗與安全,會對整個工程的可行性、安全性及經(jīng)濟(jì)性等起重要的制約作用,并在很大程度上影響著工程建設(shè)的投資及使用效益,因此,對其進(jìn)行研究具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
二、綜合分析水對邊坡穩(wěn)定的影響
邊坡一般是傾斜坡面的土體或巖體邊坡,由于坡面傾斜,在坡體本身重力及其他外力作用下,整個坡體有從高處向低處滑動的趨勢,同時,由于坡體土(巖)自身具有一定的強(qiáng)度和人力的工程措施,它會產(chǎn)生阻止坡體下滑的抵抗力。一般來說,如果邊坡土(巖) 體內(nèi)部某一個面上的滑動力超過了(巖) 體抵抗滑動的能力,邊坡將產(chǎn)生滑動,即失去穩(wěn)定;如果滑動力小于抵抗力,則認(rèn)為邊坡是穩(wěn)定的。
邊坡的穩(wěn)定是一個比較復(fù)雜的問題,影響邊坡穩(wěn)定性的因素較多,簡單歸納起來有以下幾個方面:邊坡體自身材料的物理力學(xué)性質(zhì);邊坡的形狀和尺寸;邊坡的工作條件;邊坡的加固措施等等,在這其中水是邊坡失穩(wěn)的重要因素之一,F(xiàn)在簡單分析水流對邊坡穩(wěn)定性的影響邊坡。 一般說,水對邊坡的影響主要分以下兩個方面:一是使得邊坡土體剪應(yīng)力增加;另一個是使得邊坡土體本身抗剪強(qiáng)度減少。
邊坡中的土是由于巖石的風(fēng)化、剝離、搬遷、沉積等地質(zhì)作用而形成的,與土層的深度、土的緊密情況不同,越到表面土越松散邊坡。由于地表水流的作用下,水在坡表面流動的過程中不斷地沖刷整個坡面的松散物質(zhì),存在一定的溝槽和低凹地,當(dāng)水超過了低凹地或溝槽的蓄水能力,不僅形成一定向下的荷載,而且水存在巖土體的孔隙中時,會對巖體產(chǎn)生靜水壓力,即孔隙水壓力。其作用方向與孔隙面相垂直,大小與孔隙水水頭有關(guān),水頭越高,則靜水壓力越大,靜水壓力會對巖體產(chǎn)生一個下滑推力,當(dāng)孔隙水壓力劇增時引起滑坡,從而降低巖體的穩(wěn)定性一般邊坡巖土體的滑坡都是從坡頂裂縫開始。
水流滲進(jìn)土體,使土體的密度增加,這是增加土體剪切應(yīng)力的主要因素。水對巖質(zhì)邊坡的影響較小,這是因?yàn)閹r質(zhì)邊坡的強(qiáng)度較高。當(dāng)?shù)乇硭趲r石坡面排泄受阻時,會加大巖體的重量,增加坡體的下滑力。對于遇水容易軟化的巖層,地下水?梢允箮r石內(nèi)部的聯(lián)結(jié)變?nèi)?強(qiáng)度降低,從而導(dǎo)致土體康剪強(qiáng)度降低。
地下水在滲流過程中會對巖土體顆粒施加一個動水壓力。它是一個體積力,其大小與流動水的體積、水的容重和水力梯度有關(guān),其方向與水流的方向一致。結(jié)構(gòu)面的填充物在水的浮力作用下,重量降低,動水壓力稍大時,就會帶走結(jié)構(gòu)面中的填充物顆粒,侵蝕掏空巖塊之間的填充物;同時動水還會磨平粗糙的巖石面,使其變得光滑,降低了巖石的摩擦系數(shù),減小了巖體的抗滑力,降低了邊坡的穩(wěn)定性。由于水流對邊坡穩(wěn)定性的影響非常大,所以邊坡工程對水流的防治是邊坡穩(wěn)定的重要方面。
邊坡治水包括坡面排水及坡體排水。坡面排水主要是通過設(shè)置坡頂截水溝、平臺截水溝、邊溝、排水溝及跌水與急流槽來實(shí)現(xiàn)。坡體排水設(shè)施主要有滲溝、盲溝及斜孔等。滲溝又分支撐滲溝、邊坡滲溝和截水滲溝三種,主要作用截排地表以及幾米范圍內(nèi)的地下水:盲溝(即滲水隧洞) 主要用于截排或引排埋藏較深的地下水;斜孔主要用于排除深層地下水,土層和巖層均可采用,一般用水平鉆機(jī),埋置排水管。同時,也可以通過在坡面植草綠化的方法減少水對坡面的滲入邊坡。
三、結(jié)論
由于水對邊坡的影響是多方面和多角度的,因此在防治邊坡時,首先要做好對邊坡水的處理,做好排水系統(tǒng),包括地表排水系統(tǒng)和地下排水系統(tǒng),使水對邊坡的影響降到最低限度,甚至消除;其次,針對不同的邊坡,了解地下水位情況,采取不同的方法進(jìn)行加固,本著具體問題具體分析的原則因勢利導(dǎo),多角度、多方面的進(jìn)行分析,最終采取最優(yōu)的方法。
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