原体测试在发电厂边坡稳定性评价中的应用原创

原体试验在边坡稳定性评价中的应用【摘要】：原体测试能够使我们获取最直接的原始资料，为边坡稳定性计算提供依据，如果没有进行原体测试，结构面的C、值就只能采用室内土工试验和经验数据，其计算结果也会使工程处于一种不确定状态。所以原体试验虽然耗时、耗财，但是在关键时候可以起到举足轻重的作用，同时也在一定程度上降低勘察工作的风险。【关键词】：原体测试工程应用XX集团煤矸石发电工程位于XX市西区河石坝南侧，距石华路约0.5公里，工程规模为：容量2×460t/h循环流化床锅炉+2×135MW凝汽式汽轮发电机组。厂区围墙内用地面积为11.5hm2，主厂房拟设计地坪标高为1075.0米，采用钢筋混凝土排架结构，烟囱高度180米，出口直径6.0米。拟建电厂西北侧为煤矸石山，距主厂房仅有几百米，燃料运输方便。场地紧靠XX取水便利，贮灰场距主厂房直线距离约5公里，拟采用索道运灰。拟建场地位于XX北岸，微地貌上属于XXⅡ～Ⅲ级高阶地，总体上北高南低的斜坡地形。南侧为70～80米XX土质且分布有崩塌、小型滑坡的岸坡，西侧有深切30～40米的XX沟，沟壁直立，东侧不宜大挖大填的昔格达地层分布，北侧有老电厂，场地中部还有铁路隧道横穿，场地工程地质复杂程度为西南地区罕见，从电厂布置来说，场地十分狭窄，边坡稳定性和安全距离的确定将直接决定厂址成立与否。1．边坡结构特征1.1．边坡形态及分类拟布置场地地面高程1063～1114m，相对高差51m，高出XX水位60～110m，边坡位于场地南端，紧临XX，为陡峭的岸坡，边坡长400m，坡高70m（1000～1070m），坡度达60°～90°覆盖层边坡，根据《建筑边坡工程技术规范》GB50330—2002分类标准，为特大型边坡。照片1边坡形态拟建场地边坡西起XX沟，东接河门口水厂，斜坡长约400m，宽约50～80m，西约1/3段陡峻、直立、负坡探头，形成有坠落崩塌一处，壁高30m。陡崖崖高70m，灰华构成的陡崖似岩溶地貌发育,溶洞、溶蚀壁、倒悬溶蚀“蘑菇伞状探头崖”密布，犹如“小喀斯特”。此段边坡西头东南方向顺灰华坡面尚可通过单人“手扒崖”勉强上下通行，西南北向崩塌壁和灰华陡崖就只见鹞鹰盘旋、松鼠爬行了；边坡中段坡度渐缓，沿小沟斜坡攀灌木草丛方可到达灰华陡崖段；东段边坡坡度渐缓，但上三叠统南倾陡立的砂泥岩虽顺层找风化沟坎可小心通行外，沿南北仍然手扒难通行。1.2地层岩土组成及其沿坡横向、纵向的变化态势纵观边坡岩土组成可谓三大套：纵向上即上部缓坡为粉土，较陡坡为灰华粉土、粉土、中部陡坡为灰华、下部陡坡为砂岩、泥岩，再下缓坡为崩塌巨块石和XX河漫滩；边坡纵向上坡顶为灰华粉土，粉土自西向东走向分布，灰华自西向东由宽厚分布到向东收敛渐行尖灭趋势，砂岩、泥岩由西向东走向分布，由窄变宽，其走向顺边坡走向分布；倾向方向陡倾角向南顺坡，与灰华、冲洪积含漂石卵砾石土、岩屑红土、中细砂均有直接接触。边坡岩土物理力学特性概况是：边坡纵横向上部较软松散冲洪积粉土、含灰华粉土、中部较坚硬灰华、下部坚硬砂岩泥岩。有软—硬—坚硬的总趋势。照片2XX沟下游段灰华顺坡张性卸荷裂隙发育情况西界边沟XX沟的深切冲蚀，给沟坡的稳定性带来“伤害”（照片2），却也给边坡岩土垂向分布、叠复关系观察带来方便。边坡岩土划分为全新世现代冲积（Q44al）,全新世现代洪积漂移崩塌灰华块石堆积体（Q44pl）、全新世现代崩塌灰华块石堆积体（Q44col）、上更新统冲积化学堆积粉土（Q3al+ch）、上三叠统“丙南组”砂泥岩（T3b）五套。1.3水文及地下水条件厂址河段处XX，江面枯季水在1000米左右(黄海高程，下同)，五十年一遇的洪水位是1016.6米，百年一遇的洪水位是1017.2米。厂址区域地下水分为第四系孔隙水和基岩裂隙水，接受地表水和大气降水的补给，通过覆盖屋内已形成的排泄通道和基岩裂隙向XX排泄，地下水径流形式为通道式径流。间第四系孔束隙水主要邮富存于灰绳华层下的陕第四纪全降新统地层园中，地下疼水较丰富聋，为场地斗主要地下鸟水；基岩头裂隙水主葬要是赋存帮于基岩裂残隙，埋深摧较大。贞在地质调酬查测绘中售发现，在末崩塌体中局轴线以斗西摸3术0跌米处的崩垮塌灰华堆像积大块体借下有三股鞋下降泉水汽，高程汉约够1003握m船。其中有躁一股水流勒细如筷子急，另两口畜粗如杯口常，终年不堆断流，清颂澈透明，润流袖入胖X衫X凑。争1.4田鞠岩土工程恭特性迅粉土种（尺Q3恰al+c懒h致）碌:农黄褐色、煤黄色、灰搏褐色，干旋燥～稍湿禽，为冲积冈和化学堆程积物。由判于灰华作积用差异，捡造成该层统很不均匀迟，强度差衡异很大：暗部分地段攻灰华作用刘很弱，以非粉土为主全，黄色～俘灰黄色，启稍湿状态蛋，含少量岭砾石，抗尤剪强度较称低；灰华找作用增强碗的地段，妥灰黄～灰列褐色灰华呈块体数量诊增多，蜂芹窝状结构马具孔隙，撑孔洞，甚析至可见裂巾缝；灰华姑作用强的光部位，钙眯质胶结程涨度高，块脏体呈灰褐意色～灰白御色，样如您珊瑚或石个钟乳，力架学强度高布，很坚硬戏，且部分懒同心圆结苗构；在陡鹿峭边坡，具尚可清晰塔地见到蘑土菇状的灰窃华钙级化如“拦石躁幔挺”虽和孔洞，扇最大者高晚度和宽度宁可茄达格2刑m凭，深交度勤4说～聚5眯m瘦。灰华，追成岩惰状箭~统半成岩状具，在地下乘水丰富形浸成富钙胶顷溶体随水腐运移，呈谢凝胶状充轰填基岩节脏理、层理等，流附基邪岩层层面者、坡面、将裹夹漂卵赖砾石粉砂默在数十万引年漫长地泻质历史冲夏积搬运，有沉淀凝固麻，椅在闷X凯X全水下切风猎化剥蚀中退形成边坡榴陡崖。挎砂岩或泥旅岩任（井T3掏b穷）：砂岩颂：中细砂亮岩和粉细票砂岩，灰愈色，灰白肌色～紫红协色成分以绪石英、长星石为反主杏,拦中厚层状踪构掀造涝,枯硅质和钙粉质胶结，典呈中～微压风坛化艘.果岩层产拜状过210晃°幻∠国55糖°蜜。岩性坚蓄硬，弱茅—犁微风化。抚2坑私边坡稳定较系性定性健分析采2.直1福崩塌挨通过朱采谋用遗1趣：尊50萄0渠地形图作暑底图、付在俩“缺X拖X尝集团煤矸灾石发电技鸡改工程岩仓土工程勘左察渔”挠斗（初步设旺计阶段）理工作基础则上开展工屿作，工程酸地质测绘粗采臂用梁“彼顺层追索尼法拾”睡和仔“崇路线穿越拨法发”盗两种手段妹并用法，认沿地层走渴向和边坡驰延长方向移布薯“字顺层追疗索书”献，工程地秤质测绘路粱线旨5米条缓,产沿地层倾肤向和边坡怀倾斜方向骂布雾“济路线穿版越鼠”迷工程地质蔬测绘地质勉路允线接5躲条。露该边坡存泥在的主要岂问题为有块较大规模卸的潜在崩椒塌体：边烈坡西侧条愈状突出的罗山脊已被涂裂缝切断驼，该山脊畅突出段已薯为最危险伶潜在崩塌昏体，预测株其倾倒方堪向向南；唐在落1众7坛与拆1岂8进剖面之间文距坡缘查约从1帝0构～丝1播5民米有一垂夏直于坡向疯的裂缝，灵使得该段逐陡崖成为绍潜在崩塌喊体；边坡柳其余陡崖思段在地表庆上虽未发叔现张裂缝剧，但在临年江边坡专告题勘察工籍作所挖三画个探井中厌，在该层续内揭露了联大小不一送的溶蚀空郊洞和较多非的垂直裂醒缝，且陡璃崖灰华层灵坡脚被大下小不一的桃空洞淘空井，故整个撞边坡均为住崩塌产生搜的危险地连段。通过中采锅用掘“味因子叠加纸综合判别饲法岂”鸣分析，对牢边坡外边手缘采用主过动削坡且劣坡率值吉>倍0.舌6赏的方法，龙就可以消浅除潜在崩纯塌的威胁灾。还2.2斧兔整体滑移怀根据初步番设计阶段柿勘钻孔资槐料，边坡六可能存在晨的滑移面陷为基岩和颂粉质粘土乓接触面，坟从下面四坦条地质剖厅面（低图辫2.2-矛1聚～腔2.2-纵4燥为场地中涉部垂直于乒江边的潜给在主滑剖吸面）可以裕看出，要箱确定场地麦成立与否局，首先要农确定边坡剥自然状态央下的边坡校稳定性，悼滑动面抗门剪强度指涝标（股C泼，丘）名是滑坡（回边坡）稳虫定性定量易评价计算字中的关键室指标，厦就必须取惩得潜在滑拆面的准确粘抗剪强度尺指标童，如果采潜用参照室你内土工试貌验和地区挪经验相结谜合的方法灾，人为的绢因素较多李，会给边说坡稳定性牛评价结论买带来极大编的风险，比甚至不敢焦下结论的爽后果，通千过充分的划讨论和研软究，决定工采用深井今大型直剪撕试验来取键得潜在滑叨边面来的封C油、巷值。邀图呼2.2洞-1逮席17译—庆1矿7票“剪工程地质站剖面放图评2.2名-2叔割18迁—悬1瓦8辩工程地质疼剖面冬图舌2.2桌-3迹币19箩—贩1练9瞧工程地质周剖面村图咽2.2笋-4粉糊20牢—墙2弯0免“幸工程地质采剖面袍深井大型猜直剪试验庄恶试验点的刺布置斜根据地质银钻探情况领，短确定刺在掠1旨7业—战1含7深′沫、肯1布8罗—鸣1店8糟′扎和乔1伴9金—跑1外9核′赛三个剖面仓边坡地段屋开挖竖井按（开口尺惭寸椒ф付1.9拐m家，见图行2.2-筛1垒～晨2.2-睛4槐），分别最在井中的度粉土和上蛇覆土层与驴基岩接触轿面上进行佣五组现场征直剪试验优。每组土母体试乱验呜3衡个坐,谎剪切面别积腰0.30前25m灿2怨，高批度垦20c潜m较。的试验按照季《岩土工序程勘察规饺范枣》暮GB50纳02斥1带—收200纯1锤和《工程愧岩体试验疲方法标准告》披GB/T急5026便6娘—毒9尼9盏进行。试锋验点情况泉见那表亦3.经1破。痰表量3.1粥停剧烫叫侍葬眠试验点情帖况湾编号钉位码潮置手深睡度暮(腥m)质试支烦验就啄岩司册土租摄层师1右J1宏-15.狱0撒灰华粉土究（Ｑ３竹al+c钉h式）愈2饶J1龙-30.欲2庭灰华粉土森（Ｑ３在al+c惩h疮）与泥岩怀（衫T厨3b捷）接触面锤3握J2子-21.捷2采灰华粉土普（Ｑ３带al+c我h镇）与细砂鼓岩汇（棵T渔3b床）接触面索4顶J3移-22.符4萄灰华粉土纲（Ｑ３疑al+c葛h纺）与粉细昂砂岩木（慧T箱3b兴）接触面衬5纯J4童-3.0泻粉土赠（兰Q氧4商al军），很息湿较~痰饱和僵3.2量试验成果险资料桂试验主要谊成果资料姐包括法向地应煤力慌б梁与剪切应讲力毒τ抗曲线图及理相应峰值滋强疮度冶б—脑τ住曲线（略炼），通过俗成果资料柿整理，取隔得了各试活验点抗剪释强度指标此。见祸表吹3.猎2摔：婚表白3.2州夜权流羞学各试验点叹抗剪强度蹦指标汇总遭表胜试验窗点号贝峰值强度姥屈服强度省比例强度息残余强度肆试验炎土层幅С糊(道Kpa)捐Φ御(缩度宁)秆С宗(搞Kpa)仔Φ奏(顷度否)西С祖(培Kpa)论Φ巡(搬度呢)秩С圈(编Kpa)半Φ故(董度着)糠1黑21窝40.0舌17.0归38.0群15.0蒸36.0巷4剑30.0盘鞋2握20风39.0林16.0者38.0连13.5概36.0颂4蹄31.0拜灰华粉土乔与砂泥岩宗接触面居3记22趋41.5拳18.5扰40.0燃16.0乱39.0宇5图33.0后4制20竖40.0碑18.0敌38.5逆16.0史37.0含4炮31.0杆5豆15长14.0泊12.0泼12.0申10.0乔10.0摊0.5总8.0赔粉土（很出湿惭~盼饱和）甲根据级差愿分析法，渐灰华粉土茎和灰华粉毁土与砂泥泉岩接触面钻的抗剪强辞度指标兄为例C=20摆Kp笋a连，省φ坡=40场°焰。必须指东出的是，抄除罢5孕#陵试验点外对，其勺余羽4周个试验点支距边坡均禽较近，试裤验成果反状映了灰华毕程度低～弯中等的灰裕华粉土抗诱剪强度指迈标。材边坡稳定斩系性定量遥计算卖有了上述卷的最真实睬的原始数滥据，为边凶坡稳定系装性计算奠得定了良好谢的基础，技边坡稳定征性计算剖懒面秀为把1原7导—近1雷7追′养、坝1墨8农—趁1宵8芽′劲、冤1驶9膛—贤1押9蔽′丹和炮2兽0劈—激2笼0设′畜四个代表峰性剖面，弃按折线形俯滑动面滑救坡计算爹（竹Ks=文Σ国R晚i范ψ姿i椅ψ挪i+1波ּּּּ页ּ竞ψ衣n-1距+R贴n傻/精Σ熔T悄i罢ψ编i购ψ确i+1拌ּּּּ伯ּ裕ψ唱n-1托,(i=师1,2,察3裹ּּּּ掌ּ阻n-1)岁，分别按斯照不同工敏况进行计隙算，其中萌自然条件动下的稳定昏系数用于拥评价边坡姐当前的稳膀定性，其捎他工况下考的稳定系框数用于边泼坡发展趋钥势评价。敬边坡稳定辩系数计算顽结果见索表盈4旺。者表振4董涨愧般润中段边坡绸稳定系数勿计算结果农汇总表手剖面号播目前状态俘暴雨状态胀Ⅻ凑度地震状金态抹暴尽雨置+萍Ⅻ终度地震固暴辜雨崇+唱Ⅻ背度地莫震油+椅建筑物荷明载救1之7荐—愿1灯7挑′接1.75拜1.72果1.56荡1.54椅1.53钓1闻8抬—岩1钉8持′苏1.21晶1.18梳1.12游1.11滋1.10陶1翁9丹—衔1片9齿′换1.75胁1.74傍1.56绩1.55潜1.54制2风0太—摸2固0寄′中1.33盛1.28熊1.23杰1.18降1.17夸⑴迫在目前情晕况下，边典坡秒Ks=1疤.2悦1窄～慰1.7扒5杆；在暴雨镇状态下谋，闭K馆s做≧耻1.1艳8椅，属于稳量定状态；羡⑵勿在驳Ⅻ辛度地震状意态和地震怒与暴雨共烫同作用时旋，边坡稳皱定系数有条较大的降谨低；房⑶驼按照《建郑筑边坡工订程技术规虽范在》夸GB50汇330-朋200护2结第赚5.3.斥1晕条规定，养作为一级晌边坡的本幅工程边坡级，其稳定矮系数不应颂小枕于拖1.3造5膜；结论介通过计算攀结果分析骨，目前边烤坡在自然挠状态下整事体是稳定边的，不会释因滑坡而舰影响场地私建设的适拌宜性，作阁为工程边助坡必须是棵有条件地今使用（通榆过场地高肃程调控、施主要基础闯采用嵌岩乓桩等措施息提高其作替为工程边唐坡的安全间系数，满尺足规程规界范要求）堡。对于慎潜在崩塌冰的威胁，逆我们根据搅《建筑边振坡工程技庆术规范曲》辈GB50杀330