淺談邊坡變形破壞的基本類型

馮濤　王強

摘 要：邊坡形成過程中，邊坡巖土體內(nèi)原始應(yīng)力重新分布，導(dǎo)致巖土體原有平衡狀態(tài)發(fā)生變形，在此條件下，坡體將發(fā)生不同程度的局部或整體的變形，以達到新的平衡。文章將對邊坡的變形破壞類型進行探討，分析邊坡變形與破壞的形式和過程以及邊坡巖土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)、應(yīng)力作用方式、外部條件的綜合影響。

關(guān)鍵詞：邊坡變形；局部破壞；整體破壞；蠕動

1 邊坡研究的基礎(chǔ)

邊坡變形與破壞的發(fā)展過程，可以是漫長的，也可以是短暫的。邊坡變形與破壞的形式和過程是邊坡巖土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)、應(yīng)力作用方式、外部條件綜合影響的結(jié)果，因此邊坡變形與破壞的類型是多種多樣的，對邊坡變形與破壞的基本類型的劃分，是邊坡研究的基礎(chǔ)。

2 土質(zhì)路塹邊坡的變形破壞類型

土質(zhì)路塹邊坡一般高度不大，多為數(shù)米到二三十米，也有個別的邊坡高達數(shù)十米。邊坡在動靜荷載、地下水、雨水、重力和各種風化營力的作用下，可能發(fā)生變形破壞。根據(jù)觀察和分析、變形破壞現(xiàn)象可分為兩大類；一類是小型的坡面局部破壞；一類是較大規(guī)模的邊坡整體性破壞。

2.1 坡面局部破壞

坡面局部破壞包括剝落、沖刷和表層滑塌等類型。表層土的松動和剝落是這類變形破壞的常見現(xiàn)象。它是由于水的浸潤與蒸發(fā)、凍結(jié)與融化、日光照射等風化營力對表土層產(chǎn)生復(fù)雜的物理化學作用所導(dǎo)致。邊坡沖刷是當雨水在邊坡面上形成的徑流，因動力作用帶走邊坡上較松散的顆粒，形成條帶狀的沖溝。表層滑塌是由于邊坡上有地下水出露，形成點狀和帶狀濕地，產(chǎn)生的坡面表層滑塌現(xiàn)象，這類破壞有雨水浸濕、沖刷也能產(chǎn)生。上述這些變形破壞往往是邊坡更大規(guī)模的變形破壞的前奏。因此，應(yīng)對輕微的變形破壞及時進行整治，以免進一步發(fā)展。對于因徑流引起的沖刷，應(yīng)作好地面排水，使邊坡水流量減至最低程度。對已形成的沖溝，應(yīng)在維修中予以嵌補，以防繼續(xù)向深處發(fā)展。對因地下水引起的表層滑塌，應(yīng)作好截斷地下水或疏導(dǎo)地下水工程，疏干邊坡，已制止邊坡變形的發(fā)展。

2.2 邊坡整體性破壞

邊坡整體崩塌和滑坡均屬這類邊坡破壞形式。土質(zhì)邊坡在坡頂或上部出現(xiàn)連續(xù)的拉張裂縫并下沉，或邊坡中、下部出現(xiàn)鼓脹現(xiàn)象，都是邊坡整體性破壞和滑動的征兆。一般地區(qū)這類破壞多發(fā)生在雨季中和雨季后。對于有軟弱基底的情況，邊坡破壞常與基底的破壞連同在一起。對于這類破壞，在征兆期應(yīng)加強預(yù)報，以防措手不及；一到發(fā)生事故，在處理前必須查明產(chǎn)生破壞的原因，切記隨意清挖，以免進一步坍塌，造成破壞范圍擴大。當邊坡上層為土，下層為基巖，且層間接觸面的傾向與邊坡方向一致時，有時由于水的下滲使接觸面潤滑造成上部土質(zhì)邊坡沿接觸面滑動的破壞，因此，在勘測、設(shè)計過程中必須要對水在邊坡中可能引起的不良影響予以充分重視。

3 巖質(zhì)邊坡變形破壞的基本類型

邊坡巖體變形破壞的基本形式可概括為松動、松弛張裂、蠕動、剝落、滑坡、崩塌落石等。由于巖質(zhì)邊坡的變形是指邊坡巖體只發(fā)生巨變位移和破裂，沒有發(fā)生顯著的滑移和滾動，不致引起邊坡整體失穩(wěn)的現(xiàn)象。因此這里只討論邊坡蠕動，邊坡蠕動大致可分為表層蠕動和深層蠕動兩種基本蠕動。

3.1 表層蠕動

破碎的頁巖邊坡及疏松的土質(zhì)邊坡，表層蠕動甚為常見。當坡體剪應(yīng)力還不能形成連續(xù)滑動面時，會形成一剪變帶，出現(xiàn)緩慢的塑性變形。巖質(zhì)邊坡的表層蠕動，常稱為巖層末端“撓曲現(xiàn)象”，系巖層或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)面較發(fā)育的巖體在重力長期這樣下，沿結(jié)構(gòu)面滑動和局部破裂而成的撓曲現(xiàn)象。湖南五強溪板溪群輕度變質(zhì)砂巖、石英巖、板巖中的蠕動，深達40～50m。表層蠕動的頁巖末端撓曲，廣泛分布于頁巖、薄層砂巖或石灰?guī)r、片巖、石英巖，以及破碎的花崗巖所構(gòu)成的邊坡上。軟弱結(jié)構(gòu)面愈密集，傾角愈陡，走向愈接近坡面走向時，其發(fā)育尤甚。表層蠕動使松動裂陷進一步張開，并向縱深發(fā)展，影響深度有時竟達數(shù)十米。

3.2 深層蠕動

坡體基座產(chǎn)狀較緩且有一定厚度的相對軟弱巖層，在上覆層重力作用下，致使基座部分向臨空方向蠕動，并引起上覆層的變形與解體，是“軟弱基座蠕動”的特征。軟弱基座塑性較大，坡腳主要表現(xiàn)為向臨空方向蠕動、擠出；而軟弱基座中存在脆性夾層，它可能沿張性裂隙發(fā)生錯位。軟弱基座蠕動只引起上覆巖體變形和解體。上覆巖體中軟弱層會出現(xiàn)“撓曲”，脆性層又會出現(xiàn)張性裂隙；當上覆巖體整體呈脆性時，則產(chǎn)生不均勻斷陷，使上覆巖體破裂解體。上覆巖體中裂隙由上向下發(fā)展，且其下端因軟弱巖層向坡外牽動而顯著張開。此外，當軟弱基座略向坡外傾斜時，蠕動更近一步發(fā)展，使被解體的上覆巖體緩慢地向下滑移，且被解體成的巖塊之間可完全喪失連結(jié)，如同漂浮在下伏軟弱基座上。

坡體沿緩傾軟弱結(jié)構(gòu)面向臨空方向緩慢移動變形，稱為坡體蠕動。它在卸荷裂隙較發(fā)育有緩傾結(jié)構(gòu)面的坡體中比較普遍；當緩傾結(jié)構(gòu)面夾泥，抗滑力很低，便會在坡體重力作用下產(chǎn)生緩慢的移動變形。這時，坡體必然發(fā)生微量轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)折處首先遭到破壞，此處首先出現(xiàn)張性羽裂，將轉(zhuǎn)折端切斷，即切角滑移；繼續(xù)破壞，形成次一級剪面，并伴隨有架空現(xiàn)象；進一步便會形成連續(xù)滑動面。滑面一旦形成，其推滑力超過抗滑力，便導(dǎo)致邊坡破壞。

4 巖質(zhì)邊坡變形破壞的基本類型

有上述可知，第一類邊坡變形破壞，只要在養(yǎng)護維修過程中，采用一定措施就可以制止或緩解它的發(fā)展，其危害程度遠不如第二類邊坡。第二類變形破壞，危及行車安全、有時造成線路中斷，處理起來也較費事。因此，在勘測設(shè)計階段和施工階段，應(yīng)分析邊坡可能發(fā)生的變形和破壞，防患于未然。對于高邊坡更應(yīng)給予重視。

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