四川茂县—北川公路土门段层状岩质斜坡稳定性研究

发布时间：2020-09-30 02:01

　　茂县-北川公路作为连接绵阳市和阿坝州两地的纽带,在川北交通网中具有重要地位。由于公路沿线山体多以志留系茂县群第三组绢云母千枚岩、炭质千枚岩等软岩为主,受地震影响,山体多松散破碎,岩体自身稳定性较差,加上修建公路切坡,沿线斜坡稳定性较差。本文在总结前人研究成果的基础上,以茂县-北川公路沿线的茂县群变质岩层状岩质斜坡为主要研究对象,通过野外调查、室内试验等方法分析研究了研究区内层状岩质斜坡的发育特征和岩体的工程地质特性,详细划分了区内的层状岩质斜坡的斜坡结构类型,并提出了相应的变形破坏模式,最后,以研究区典型的顺向层状岩质斜坡—金山村斜坡为例,结合地面调查和数值模拟手段对斜坡在天然工况和极端降雨工况下的稳定性进行了评价。本文的主要成果如下:(1)在对茂县-北川公路沿线典型层状岩质斜坡详细调查的基础上,考虑斜坡的物质组成、斜坡结构面的空间组合关系,以斜坡物质组成、岩体完整程度、岩层倾向与坡向的关系以及岩层倾角作为4级分类标准,将研究区内层状岩质斜坡划分为9种斜坡结构类型,并在详细分析斜坡典型案例的基础上总结出12种变形破坏模式;(2)通过X射线衍射试验和扫描电镜试验分析了斜坡的物质组成和微观结构特征,结果表明,研究区内斜坡岩体富含伊利石、蒙脱石等粘土矿物的特性是斜坡容易变形失稳的物质基础,岩体内部发育的大量微观结构面是斜坡容易失稳破坏的结构基础;(3)通过图解法和聚类分析法统计分析表明,研究区内岩体主要发育4组优势结构面,其产状分别为345°∠57°,133°∠49°,65°∠70°,280°∠68°;(4)通过不同加载角条件下的绢云母千枚岩的单轴压缩试验分析斜坡岩体的强度各向异性,实验证明研究区内绢云母千枚岩单轴抗压各向异性等级为极高各向异性;通过分析试验过程中试样的应力-应变曲线和变形破坏形态认为试样受结构面空间分布的影响其变形破坏特征表现出明显的各向异性;(5)以研究区内的金山村斜坡为典型案例,认为该斜坡具有典型的的滑移-弯曲-压实-剪断式变形破坏的演化过程,结合数值分析软件,分析了金山村斜坡在天然工况下和极端降雨工况下的稳定性,结果表明,天然工况下斜坡斜坡稳定系数1.13,极端降雨条件下斜坡稳定性系数为1.06。
【学位单位】：中国地质科学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U412.22
【部分图文】：

茂县,北川,灾害事件,工程地质调查

中国地质科学院硕士学位论文志留系茂县群变质岩在川西地区大面积出露，主要以绢云母石英千枚岩、碳质千枚岩以及灰岩、千枚岩互层为主，受构造作用强烈的揉皱变形和挤压破碎作用，岩石变形复杂、岩性条件极差，祁生文（2009）和张永双（2014）等学者均将其划归为软弱岩组。调查中发现，茂县-北川公路沿线山体多以志留系茂县群第三组绢云母千枚岩、炭质千枚岩等软岩为主，受地震影响山体多松散破碎，岩体自身稳定性较差，加上修建公路切坡，沿线斜坡稳定性较差，崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害密集发育（图 1-1），茂北公路自修建以来一直面临着各种各样的斜坡变形失稳问题。

坡体,结构流程图

第一章引言 3 种；周德培（2008）基于“结构控制论”，然营力作用、浅表生改造为出发点，重新定义新（2014）基于坡体结构的理论，提出了坡体立新（2014）以西南地区典型工程实例的基础控制式坡体结构、软弱带控制式坡体结构、控制式坡体结构和类均质式坡体结构。宋胜武提出基于稳定性评价的坡体结构分类体系，该结构分为层状坡体结构、中陡裂控制坡体结构了每种分类类型可能变形破坏的边界条件和失

倾角,交切,坡面,顺层斜坡

（a）异倾角插入式顺层斜坡（α＞β）（b）同倾角插入式顺层斜坡（α≈β）（c）切层式顺层斜坡（α＜β）图 1-3 顺倾向斜坡岩层倾角（α）与坡面倾角（β）的交切关系分类国内外学者对于顺倾层状岩质斜坡的变形破坏模式进行更为细致的研究。肖远和王思敬（1991）分析了顺层斜坡弯曲变形的力学机制；朱晗迓（2004）以李家峡水电站Ⅱ号滑坡为典型实例，对顺层岩质斜坡溃曲破坏模式种斜坡的变形机制、破坏机理以及过程进行了详细分析。陈沅江（2001）将层状岩质边坡的蠕变破坏划分为 5 中主要类型，分别为：水平层状边坡座落式剪切蠕变破坏、缓倾层状边坡顺层剪切蠕变破坏、陡倾层状边坡顺层逆向剪切蠕变倾倒破坏、反倾层状边坡逆向剪切蠕变倾倒破坏以及复杂层状结构边坡采动沉陷蠕滑组合失稳破坏。王辉（2009）通过调查贵州喀斯特地貌地区层状岩质边坡的稳定性状况，总结了不同厚度组成岩体结构的顺层岩质斜坡的工程地质特征、变形破坏机理和破坏模式。张婷婷（2015）根据斜坡坡脚处河谷下切的不同程度建立了3 种以软弱夹层为主要控制面的顺倾向层状岩质斜坡的变形破坏模式，分别为：顺层滑

【参考文献】