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边坡监测工程应遵循以下3点原则才能确保稳定


边坡监测工程应遵循以下3点原则才能确保稳定

 

边坡形成过程中,边坡岩土体内原始应力重新分布,导致岩土体原有平衡状态发生变形,在此条件下,坡体将发生不同程度的局部或整体的变形,以达到新的平衡。今天我们将对边坡的变形破坏类型进行探讨,分析边坡变形与破坏的形式和过程以及边坡岩土体内部结构、应力作用方式、外部条件的综合影响。

 

边坡变形监测系统
 

一、边坡研究的基础

边坡变形与破坏的发展过程,可以是漫长的,也可以是短暂的。边坡变形与破坏的形式和过程是边坡岩土体内部结构、应力作用方式、外部条件综合影响的结果,因此边坡变形与破坏的类型是多种多样的,对边坡变形与破坏的基本类型的划分,是边坡研究的基础。

 

二、土质路堑边坡的变形破坏类型

土质路堑边坡一般高度不大,多为数米到二三十米,也有个别的边坡高达数十米。边坡在动静荷载、地下水、雨水、重力和各种风化营力的作用下,可能发生变形破坏。根据观察和分析、变形破坏现象可分为两大类;一类是小型的坡面局部破坏;一类是较大规模的边坡整体性破坏。

 

2.1 坡面局部破坏

坡面局部破坏包括剥落、冲刷和表层滑塌等类型。
表层土的松动和剥落是这类变形破坏的常见现象。它是由于水的浸润与蒸发、冻结与融化、日光照射等风化营力对表土层产生复杂的物理化学作用所导致。边坡冲刷是当雨水在边坡面上形成的径流,因动力作用带走边坡上较松散的颗粒,形成条带状的冲沟。

 

表层滑塌是由于边坡上有地下水出露,形成点状和带状湿地,产生的坡面表层滑塌现象,这类破坏有雨水浸湿、冲刷也能产生。上述这些变形破坏往往是边坡更大规模的变形破坏的前奏。因此,应对轻微的变形破坏及时进行整治,以免进一步发展。对于因径流引起的冲刷,应作好地面排水,使边坡水流量减至最低程度。对已形成的冲沟,应在维修中予以嵌补,以防继续向深处发展。对因地下水引起的表层滑塌,应作好截断地下水或疏导地下水工程,疏干边坡,已制止边坡变形的发展。

 

2.2 边坡整体性破坏

边坡整体崩塌和滑坡均属这类边坡破坏形式。
土质边坡在坡顶或上部出现连续的拉张裂缝并下沉,或边坡中、下部出现鼓胀现象,都是边坡整体性破坏和滑动的征兆。一般地区这类破坏多发生在雨季中和雨季后。对于有软弱基底的情况,边坡破坏常与基底的破坏连同在一起。对于这类破坏,在征兆期应加强预报,以防措手不及;

 

一到发生事故,在处理前必须查明产生破坏的原因,切记随意清挖,以免进一步坍塌,造成破坏范围扩大。当边坡上层为土,下层为基岩,且层间接触面的倾向与边坡方向一致时,有时由于水的下渗使接触面润滑造成上部土质边坡沿接触面滑动的破坏,因此,在勘测、设计过程中必须要对水在边坡中可能引起的不良影响予以充分重视。

 

边坡变形监测系统

 

三、岩质边坡变形破坏的基本类型

边坡岩体变形破坏的基本形式可概括为松动、松弛张裂、蠕动、剥落、滑坡、崩塌落石等。由于岩质边坡的变形是指边坡岩体只发生巨变位移和破裂,没有发生显著的滑移和滚动,不致引起边坡整体失稳的现象。因此这里只讨论边坡蠕动,边坡蠕动大致可分为表层蠕动和深层蠕动两种基本蠕动。

 

3.1 表层蠕动

破碎的页岩边坡及疏松的土质边坡,表层蠕动甚为常见。当坡体剪应力还不能形成连续滑动面时,会形成一剪变带,出现缓慢的塑性变形。岩质边坡的表层蠕动,常称为岩层末端“挠曲现象”,系岩层或层状结构面较发育的岩体在重力长期这样下,沿结构面滑动和局部破裂而成的挠曲现象。

 

3.2 深层蠕动

坡体基座产状较缓且有一定厚度的相对软弱岩层,在上覆层重力作用下,致使基座部分向临空方向蠕动,并引起上覆层的变形与解体,是“软弱基座蠕动”的特征。软弱基座塑性较大,坡脚主要表现为向临空方向蠕动、挤出;而软弱基座中存在脆性夹层,它可能沿张性裂隙发生错位。软弱基座蠕动只引起上覆岩体变形和解体。

 

上覆岩体中软弱层会出现“挠曲”,脆性层又会出现张性裂隙;当上覆岩体整体呈脆性时,则产生不均匀断陷,使上覆岩体破裂解体。上覆岩体中裂隙由上向下发展,且其下端因软弱岩层向坡外牵动而显著张开。此外,当软弱基座略向坡外倾斜时,蠕动更近一步发展,使被解体的上覆岩体缓慢地向下滑移,且被解体成的岩块之间可完全丧失连结,如同漂浮在下伏软弱基座上。

 

坡体沿缓倾软弱结构面向临空方向缓慢移动变形,称为坡体蠕动。它在卸荷裂隙较发育有缓倾结构面的坡体中比较普遍;当缓倾结构面夹泥,抗滑力很低,便会在坡体重力作用下产生缓慢的移动变形。

 

 

这时,坡体必然发生微量转动,使转折处首先遭到破坏,此处首先出现张性羽裂,将转折端切断,即切角滑移;继续破坏,形成次一级剪面,并伴随有架空现象;进一步便会形成连续滑动面。滑面一旦形成,其推滑力超过抗滑力,便导致边坡破坏。

 

四、岩质边坡变形破坏的基本类型

有上述可知,第一类边坡变形破坏,只要在养护维修过程中,采用一定措施就可以制止或缓解它的发展,其危害程度远不如第二类边坡。第二类变形破坏,危及行车安全、有时造成线路中断,处理起来也较费事。因此,在勘测设计阶段和施工阶段,应分析边坡可能发生的变形和破坏,防患于未然。对于高边坡更应给予重视。

 

另外边坡稳定监测是反映边坡周围力学反应、检验施工的可靠性和处治后的边坡稳定状态的依据。那怎样才能提高监测的质量呢?边坡的稳定监测内容应根据边坡的等级、地质和结构的特点进行考虑,一般要遵循以下3点原则。

 

1、突出重点、全面兼顾

在监测工程上,影响边坡稳定性的因素有很多,但我们不可能对所有项目进行全面监测,所以需要找出主要反映性能的指标和影响因素,然后对其进行重点监测。在布点问题上,既要保证监测系统对整个边坡的覆盖,又要确保关键部位和敏感部位的监测需要,在重点部位优先布置监测点。这里可以参考下北京天玑科技-边坡变形监测系统。

 

2、及时有效、安全可靠

监测系统应及时埋设、及时观测、及时整理分析监测资料和及时反馈监测信息,反映工程的需要和进度,有效地反馈边坡的变形情况,确保边坡安全;设备的安装和测量过程要安全,测量方法和监测仪器要可靠,整个监测系统应具有较强的可靠性。

 

3、简单高效、经济合理

监测系统现场使用要便于操作和分析,力求简单易行,仪器不易损坏,适用于长期观测;应充分利用现有设备,仪器在满足工程实际需要的前提下尽可能考虑造价的合理,建立监测系统费用应比较低,力争经济适用。

 

随着科技的发展,类似天玑科技边坡监测系统各种先进的监测仪器、监测方法的不断创新,相信未来边坡稳定监测系统能够监测的信息种类和监测手段会越来越丰富。

 

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