摘要：随着社会经济不断发展，地质工程的数量也不断增多。随着对野外的地质的深入调查发现部分山体中存在三条大规模的软弱夹层来维系着山体的稳定性。在对岩石的演变特征进行研究的过程中，发现开凿过程中软弱夹层会产生的一定的移动，利用数值模拟技术，边坡变形可以直观的显现出来，对工程项目的措施的优化起到一定的促进作用。
关键词：软弱夹层；岩石力学；边坡；稳定性；岩体
引言
在建筑工程在不同的领域的施工中，层状岩质边坡广泛存在。现阶段建筑工程中层状岩石破怀程度大和稳定性差成为影响施工的主要问题，导致工程失事、失稳。组合系统的稳定性由含软弱夹层岩石的破坏形式其发展过程决定的，系统中夹层与围岩间与系统的稳定性关系密切，岩石是由系统岩石间的相互作用决定的，如果软弱夹层的位移偏大，会导致工程出现失事、失稳的现象，最后利用强度折减法对含多层软弱夹层的边坡岩石的稳定性进行技术，验证效果。
1.工程概况
由莱芜钢铁股份有限公司开挖形成的九顶山人工边坡中存在三条以上的软弱夹层，九顶山人工边坡主要用作车间，边坡走向与车间长度完全相同，6.0m为车间与人工边坡的距离，自然坡度没有超过30°，没有软弱夹层裸露，施工后边坡高度为35.0m，边坡在施工之前发现安全系数较低，需要增强其稳定性，保证施工安全。
上古生界寒武洗凤山组的石灰岩为坡体内部的底层材质，第四系土薄层覆盖在局部的岩体上，由下到上具体内容为：
（1）风化软弱夹层：全风化泥质灰岩是风化软弱夹层的主要成分，5-10cm的岩层厚度，与岩石层保持一直，具有西薄东厚、不连续局部的特征。
（2）中风化石灰岩：主要为泥晶质青灰色结构，由薄到厚的不连续特征，方解石为主要成分。
（3）强风化石灰岩：主要为泥晶质结构青灰色，层状中间厚，两边薄，分布在边坡的顶部。
通过上述监测内容可以确定多层软弱夹层的结构面，在进行勘察工作时，强风化石灰岩在发生滑体移动时，边坡西侧坡顶岩石体发生破块，说明岩石体稳定性不高，处于临界状态。同时发现，软弱夹层强度不高，层面倾角较小，粘聚力是夹层本身包含的一种力，表面边坡的稳定性和实际施工过程的中为稳定性的不同的，主要造成边坡不稳定的原因主要有以下内容：（1）岩体的形变程度越大滑动面的抗剪程度会随之下降。（2）软弱夹层的受力是不均匀的，表面看边坡较为稳定，但是坡岩体的变形程度不断增强，对岩体的稳定性影响也最大[1]。
2.强度折减法
不需要假设滑动面滑动的位置和形状称为强度折减法，综合考虑应力和应变是强度折减法的基本特征[2]。粘聚力c和内摩擦角ø是抗剪强度参数，除以FOS折减系数参数，当计算完成时，边坡的最小安全系数为FOS，这时候边坡的状态达到临界点，容易因为外力发生破坏，如果FOS系数还有增大的可能，此时便属于临界状态。
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在进行边坡稳定计算限元强度折减法时，判别标准的确定问题是计算的重点，目前判定的基本准则是：数值在计算过程中不产生临界值，主要夹层的位移突变、塑性应变和等效塑性应变等。当计算结果处于稳定值时，计算结果处于临界值[3]。塑性区由坡顶到坡底融会贯通称为边坡稳定性失衡，如果塑性流动无线延长，岩层之间的位移距离将增大。所以，理论依据具有一致性。
3.岩体加固效果分析
根据边坡的实际效果图，采用表面挂网喷射素混凝土+全长黏结型锚杆混凝土加固法，即锚喷法加固，保持110mm锚杆孔直径，210GPa弹性模型。软弱夹层下的岩体内必须保证锚杆猫固段在里面留有一定的长度，满足施工所需要的承载力[4]。所以，要保持16-24m的锚杆总长度，16m以上的边坡上部抗滑锚杆长度，14-22m的坡底锚杆长度。锚杆和锚固强度的相互作用是确定锚杆距离的主要决定因素，通过对锚杆距离的研究，发现2.0-2.5m的锚杆间距，锚固效果能达到最佳状态。
钢筋网因为只起到保护岩体表面的作用，所以在计算过程中可以忽略不计，进行反复验算可以确定水平锚杆和垂直距离，布置14道锚杆在整个边坡体内，斜向下15°角对锚杆进行安放，根据计算结果，要结合工程状况进行综合考虑，把安全性放在首位，2ø28mm杆体可以满足边坡的受力条件，在穿过软弱夹层时锚杆的轴力会突然增大，加固锚杆效果较好，能够提升边坡的承载质量。说明岩石中的软弱夹层在一定程度上会发生变形，促进锚杆的压力扩增[5]。
加固完成后坡体岩石的变形程度较小，在坡面的附近位置，在中风化石灰岩附近可以达到减小力量的状态，可能导致小型块体塌陷，但是不会影响整个坡体的稳定性。根据实验表明，喷射混凝土和坡面钢筋网可以起到保护坡体的作用。
岩石的整体性通过锚喷加固法得以实现，能够保证坡体一定的安全性。
4.结语
不同岩层倾角、边坡边角和结构面间距不同的层状岩质边坡，利用SRM和Sarma计算结果没有太大差异，并且安全质量结果相同，在实际施工过程中具有较高的可靠性。当结构面间距和坡角产生一定距离时，水平层状岩质边坡的稳定性大于治理层状岩质边坡，顺层边坡小于反倾向边坡，岩层的角度直接影响着边坡的稳定性。结构面之间的距离不会对边坡的稳定性造成破坏，水平岩石层因为水平移动会导致结构面产生一定的损坏，但是结构面距离越小，边坡稳定性越差。
参考文献
[1]陈从新,黄平路,卢增木.岩层倾角影响顺层岩石边坡稳定性的模型试验研究[J].岩土力学,2017,28(3):476－481.
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[3]唐红梅,陈洪凯,曹卫文.顺层岩体边坡开挖过程模型试验[J].岩土力学,2011,32(2):435－440.
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[5]张强勇,刘大文,蔡德文.Sarma法在加锚岩质高边坡安全稳定性评价分析中的应用[J].岩石力学与工程学报,2005,24(18):3368－3372.
论文作者:师岩哲,白云哲,韩国强
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/12
标签：夹层论文; 稳定性论文; 岩石论文; 软弱论文; 层状论文; 锚杆论文; 岩层论文; 《基层建设》2018年第29期论文;