在地质调查中,张性裂缝延伸较长,末端位置在副坝坝面以下,坝面以上并没有发现贯穿性滑面与张裂缝相连。为了安全起见,假设在坝面以上有底滑面出露,底滑面穿过强倾倒体与张性裂缝连通,这是最不利情况,在其他物理参数不变的情况下,反算边坡达到极限平衡状态时的底滑面的摩擦角,再计算加固后的位移量,以此衡量边坡加固的效果。
假设滑弧段摩擦系数30°,原地形条件下边坡产生较大位移,图10-11中最大位移量达到2m以上,倾倒体上部产生较大裂缝,滑弧底端产生了明显的水平位移,虽然计算结果是收敛的,但产生的位移较大,鉴于右岸边坡的重要性,仍可以认为边坡不稳定。将摩擦系数提高到32°,计算结果如图10-12、图10-13所示,最大位移矢量为34cm,此时认为边坡应处于极限平衡状态,认为安全系数略不小于1.0。坡脚处自然状态下水平位移11.7cm,削坡减载后水平位移降为7.9cm,如图10-14、图10-15所示。加锚后水平位移减小到2.82cm,如图10-16、图10-17所示。从位移减小的程度可以得出结论,削坡加锚索的加固效果是明显的。这也说明,倾倒边坡与平面滑动边坡不同,倾倒边坡底部的滑动块是Heok所谓的塞缝石,塞缝石的支撑对边坡的稳定性起着关键性作用,如果削弱了塞缝石的作用,边坡可能产生严重的破坏。实质上,所谓的塞缝石就是石根华关键块体理论中的关键块体,关键块体的失稳,会引发链锁反应,产生更多块体的失稳,以至整体边坡破坏。倾倒边坡的稳定性取决于边坡坡脚的稳定性。只要坡脚失稳或松动,会依次牵动上复岩块体,发生滚动或滑动,形成牵引式滑坡。只要固定关键块,就可以稳定整体边坡,因此,倾倒边坡的加固以锚索加固坡脚较为有效。倾倒边坡工程最好不要开挖坡脚,如果必须开挖坡脚,则要采用先锚后挖和边开挖边锚固方案,避免关键块体的失稳引发整体边坡的破坏,如表10-3、表10-4所示。
图10-11 假定坝顶上有底滑弧与张性裂缝相连,滑弧段摩擦系数30°,原地形
图10-12 假定滑弧段摩擦系数32°,垂直位移,原地形
图10-13 倾倒变形体顶部与基岩相对位移过程线
系列1—水平位移;系列2—垂直位移;系列3—位移矢量
图10-14 假定滑弧段摩擦系数32°,位移矢量,削坡
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图10-15 削坡、倾倒变形体顶部与基岩相对位移过程线
系列1—水平位移;系列2—垂直位移;系列3—位移矢量
图10-16 假定滑弧段摩擦系数32°,位移矢量、削坡、加锚
图10-17 削坡加锚、倾倒变形体顶部与基岩相对位移过程线
系列1—水平位移;系列2—垂直位移;系列3—位移矢量
通过分析可知,即使假定在坡脚处形成贯穿性滑面,底滑面穿过强倾倒体与张性裂缝连通最不利情况,通过削坡减载和锚固措施,位移量可控制在允许的范围内,右岸边坡的安全性是有保障的。
表10-3 假定在坡脚处形成贯穿性滑面,倾倒变形体顶部测点相对基岩位移表 单位:cm
表10-4 假定在坡脚处形成贯穿性滑面,各工况坡脚水平位移表 单位:cm
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