淺變質(zhì)巖變形特征與邊坡支護設計方法研究

■陳龍海 ■中鐵二院工程集團有限責任公司，四川 成都 610031

從某高速公路實際工程設計的角度出發(fā)，總結出了高速公路淺變質(zhì)的邊坡出現(xiàn)滑坡的經(jīng)驗與教訓，從中提煉出了在實際設計與施工過程中面臨的以及急需要解決的問題以及一些比較重要的科學性問題。通過較為深入的研究，最終形成了一種可以指導公路設計以及工程施工的科學成果，充分解決了實際工程設計過程中存在的盲目性以及工程產(chǎn)生變更量等問題。保證邊坡設計的安全性與可靠性，降低了工程投入成本。具體來講，通過對淺變質(zhì)巖出現(xiàn)風化的特點、對邊坡的損壞原理以及相關模式的研究分析，并且通過對巖體內(nèi)部的關系以及理學方面的參數(shù)問題實施相應的研究，建立起科學有效的邊坡巖體的力學性質(zhì)的實施方式，并且對其穩(wěn)定性實施評估，最終對邊坡支護的設計方式提供出有效的方案。

1 淺變質(zhì)巖的物理參數(shù)和力學特性研究

作為一個完整巖石層，淺變質(zhì)巖的主要的物理學性質(zhì)受到其中所含的礦物質(zhì)的結構以及成分的構成影響，為了對這種影響加以分析，運用X射線的衍射法與電競掃描的方式，對淺變質(zhì)巖中的礦物質(zhì)的構成以及結構方面實施有效的研究。淺變質(zhì)巖具有傳統(tǒng)巖石材料當中不同的力學方面的性質(zhì)，其中各項異性、可塑性以及非關聯(lián)的流動性等是巖石較為常見的特性。

1.1 淺變質(zhì)巖中的礦物質(zhì)結構對其本身物理參數(shù)的影響

變質(zhì)巖屬于在地殼中最先形成的一種在溫度壓力作用下的，產(chǎn)生化學性質(zhì)以及礦物質(zhì)成分以及結構方面的變化，從而形成的一種新的巖石。淺變質(zhì)系通常是由沉積巖的泥巖、泥質(zhì)粉砂巖以及砂巖等各種類型的泥質(zhì)巖在不同的溫度、壓力以及具備化學活動性質(zhì)的綜合作用下的區(qū)域形成的一種淺變質(zhì)巖，它也屬于板巖、千枚巖以及變余砂巖的一種副變質(zhì)巖類型。

風化巖屬于地殼表面的巖石在大氣中、海洋中或者是自然環(huán)境中經(jīng)過長時間的風化作用所產(chǎn)生的長期的聯(lián)合性的作用，原巖的組織構造、色澤以及物質(zhì)成分等都慢慢產(chǎn)生不同程度的差異性，進而形成了巖石。

在其形成的基本過程中，地表或者是接近地表附近的環(huán)境條件下，因為溫度的變換、水環(huán)境以及大氣環(huán)境的作用下，使得原巖內(nèi)部產(chǎn)生物理和化學方面的結構變化，巖體的表面和結構方面都表現(xiàn)出了從內(nèi)向外的變化，巖石出現(xiàn)褪色和泥化，內(nèi)部的解體與分離，巖石大部分都被破壞，局部殘留硬質(zhì)的巖塊。當風化的層數(shù)到達一定的深度之后，巖石就會出現(xiàn)微弱的褪色。

1.2 淺變質(zhì)巖中的礦物質(zhì)構成X射線衍射

和巖漿與沉積巖相比，變質(zhì)巖當中除了含有較為豐富的角閃石以及碳酸類等重點的礦物質(zhì)之外，經(jīng)常會出現(xiàn)不含有鐵和鋁和鎂等硅酸鹽等礦物質(zhì)，復雜的鈣鎂鐵錳等硅酸鹽礦物，鐵鎂鋁等硅酸鹽礦物以及鈣質(zhì)硅酸鹽等。變質(zhì)巖的礦物質(zhì)成分主要決定了原巖當中的成為以及變質(zhì)的條件，原巖中的成分直接決定了巖石中可能會出現(xiàn)什么樣的礦物質(zhì)以及組合型礦物質(zhì)，比如原巖當中的硅質(zhì)石灰?guī)r等，其中主要的成分是CaCO3與SiO2，經(jīng)過了變質(zhì)作用之后可能會出現(xiàn)的是石英。嘉興硅灰石以及灰硅鈣等。

2 邊坡支護的設計方法研究

淺變質(zhì)巖對邊坡的破壞形式實施了判別，因為其潛在的滑坡需要對應的防治工程，對邊坡的防護其總體來講包含了兩個方面，第一就是實施科學的工程質(zhì)量，充分防止邊坡災害的出現(xiàn);第二就是形成邊坡和滑坡工程中的支擋結構，最大程度上降低滑坡崩塌所造成的的經(jīng)濟損失。

2.1 邊坡的支護和加固技術

經(jīng)過長期的實驗可以得出，我們已經(jīng)從中總結出了一套預防與治理滑坡的重要原則和方式，其中包含了:預防為主，徹底消除后患，全面規(guī)劃和分期性治理、綜合化治理、科學施工，不斷提升防滑工程中的維修和保養(yǎng)原則，并且成功的治理了多起滑坡事故。

針對不同類型的巖質(zhì)邊坡的種類以及其對應的破壞形式，應當對其采取不同的治理方式。為了充分的展現(xiàn)出其原則性，穩(wěn)態(tài)的坡型以及在選擇或者補搶方案上必須要嚴格的制定出新建邊坡的穩(wěn)態(tài)或者是被加固的坡體的穩(wěn)態(tài)，并且他們之間要實現(xiàn)相互的協(xié)調(diào)。

2.2 錨固框架梁建設

錨固框架梁的結構屬于一種復合型的抗滑坡結構，因為結構框架和坡面的接觸面積很大，和框架梁進行連接的錨桿或者是錨索實施深層次的加固效果比較良好，可以使得框架梁的錨固結構不但可以保證深層的固定同時還可以兼顧到千層的滑坡防護。還有就是框架梁的錨固結構可以和綠化防護的實施措施相結合起來，例如框架內(nèi)部植草，在穩(wěn)定滑坡的過程中，還可以對周圍的環(huán)境起到美化的作用。由于這種框架結構屬于非常有發(fā)展?jié)摿Φ目够录夹g，在我國國內(nèi)已經(jīng)有了非常廣泛的應用。

3 結束語

通過對淺變質(zhì)巖變形特征與邊坡支護設計方法的研究和探討，從中可以得知邊坡的支護的設計和高速公路服務的時間跨度相同的工程，它已經(jīng)成為了當前巖土施工當中非常人們的研究課題這一。為了最大程度上降低這種滑坡事故的產(chǎn)生，需要對邊坡工程實施較為深入的研究，但是因為工程設計部門的工作量比較大，對邊坡的研究過于深入，這就一定會導致設計的效率下降，通過較為深入的研究，最終形成了一種可以指導公路設計以及工程施工的科學成果，充分解決了實際工程設計過程中存在的盲目性以及工程產(chǎn)生變更量等問題。保證邊坡設計的安全性與可靠性，降低了工程投入成本。

［1］許湘華.淺變質(zhì)巖變形特征與邊坡支護設計方法研究［D］.中南大學，2012.

［2］劉宇東.變質(zhì)巖復雜變形體穩(wěn)定性分析與支擋設計方案優(yōu)化［D］.長安大學，2014.

［3］吳嘉丞.淺變質(zhì)巖系風化層邊坡破壞模式及其穩(wěn)定性研究［D］.中南大學，2011.

［4］譚玉強.層狀巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評價理論與支護設計方法研究［D］.貴州大學，2012.