利用赤平投影分析仙洞源岩质边坡的稳定性

王秀蓉，王邦民

（中国有色桂林矿产地质研究院，广西桂林541004）

1 引言

在岩体结构面、地震和暴雨的综合作用下，陡峻坡体的岩体易脱离母体从高处崩落形成地质灾害，对社会的危害性非常大。因此，对崩落的危岩体进行治理非常重要，需对其形成原因进行分析，并对其稳定性进行评价。赤平投影法分析可以直观地表明各组结构面的组合关系、结构面与边坡的关系，以及一些相交结构面将岩体切割成一些滑塌体，是一种直接、简单的、有效的稳定性评价方法[1]。

2 工程概况

仙洞源地质灾害点位于黄山市屯溪区中心城区，原始坡度35°～45°，由于修路切坡，切坡最大高度超过40m，坡度约为55°，坡表为侏罗系洪琴组砂岩，在北侧坡顶存在1～2m 的第四纪覆盖层。

2.1 地层岩性

区内主要岩层分为：下伏基岩为侏罗系洪琴组粉砂岩、泥岩韵律层夹英安质凝灰岩、凝灰质泥岩，上覆第四系为含砾粉土。

第四系①：残坡积层，坡表一般分布为古采石弃渣，大者可达0.2m3，块石间为细小颗粒及土质充填。总体上该层结构松散，稳定性较差，厚度1.9～4.8m 不等。

砂岩②：岩层产状为150°∠76°。岩层浅部呈强风化状。

泥岩③：呈紫红色，泥质结构，薄层状构造，产状同砂岩层。

2.2 气象水文

崩塌区内降雨3～5 月的降雨表现为连绵细雨，降水强度不大，历时长，易下渗形成地下水，使坡体处于饱水状态；6～7月多为大暴雨，灾害性天气较为频繁，降水强度大，连续降水数天，发生强暴雨的概率较大，使河流水位陡涨，坡体松散层含水量增大，造成大面积的水土流失，并可引发滑坡、崩塌等地质灾害。

2.3 地质构造

崩塌区的主要地质构造表现为断裂构造和裂隙构造。

场区内存在一组东西向断层，断层面上见有擦痕，其产状为197°∠38°。该断层致使地层破碎。场区内主要发育3 组节理：

1）组：135°∠47°，延长5～8m，闭合～宽张，节理面起伏、粗糙。节理间距0.4～0.8m。

2）组：22°∠27°，延长2～4m，微张，节理面起伏、粗糙，泥质填充。节理间距0.5～1.2m。

3）组：174°∠53°，延长4～6m，微张，节理面起伏、粗糙。节理间距0.7～1.5m。

3 赤平投影边坡稳定性判断原则

赤平投影法在边坡的稳定性分析中，主要是通过边坡中结构面的空间位置与边坡空间位置之间的相互关系进行分析判断[2]。工程中主要由2 组及2 组以上的结构面进行边坡稳定性分析：（1）2 组结构面投影弧交点位于坡面投影弧对侧，边坡最稳定；（2）2 组结构面投影弧交点位于坡面投影弧的同侧，但在坡面投影弧内侧，边坡稳定；（3）2 组结构面投影弧交点位于坡面投影弧的同侧，但在坡面投影弧的外侧，边坡不稳定。由3 组及以上的结构面控制的边坡稳定性通常是化解为2 组结构面控制的情况进行分析[3，4]。

4 边坡稳定性分析

4.1 赤平投影图

崩塌区自然坡面产状：67°∠39°，开挖坡面产状：67°∠55°，岩层产状：150°∠76°。

节理裂隙有3 组，J1:135°∠47°、J2:22°∠27°、J3:174°∠53°。对该处危岩体进行赤平投影进行分析（如图1～图4 所示）。

图1 J 1-J 2 赤平投影图

图2 J 1-J 3 赤平投影图

4.2 边坡稳定性分析

从赤平投影图1 可以看出，J1 与J2 结构面交点位于坡面投影弧同侧，自然边坡投影弧外侧，结构面交线向与边坡倾向一致，倾角小于自然边坡坡角，边坡不稳定。J1 与J2 结构交线OM 位于J1 结构面与J2 结构面之间，则J1、J2 均为滑动面，OM 为主滑线。

从赤平投影图2 可以看出，J1 与J3 结构面交点位于人工边坡投影弧内侧，结构面交线向与边坡倾向一致，倾角大于开挖边坡坡角，边坡较稳定。

从赤平投影图3 可以看出，J2 与J3 结构面交点位于坡面投影弧同侧，自然边坡投影弧外侧，结构面交线向与边坡倾向一致，倾角小于自然边坡坡角，边坡不稳定。J2 与J3 结构交线OM 位于J2 结构面与J3 结构面之间，则J2、J3 均为滑动面，OM 为主滑线。

从赤平投影图4 可以看出，岩层产状与边坡倾向相交，不会产生顺层滑动。

图3 J 2-J 3 赤平投影图

图4 所有节理赤平投影图

5 结语

在工程治理实施前需要对危岩体的现状及形成原因进行调查，采取合理的方法对其稳定性进行分析评价，为工程治理设计提供依据。岩质边坡在对危岩体进行定性分析其稳定性时，赤平投影法十分简便、有效。