某公路路段邊坡變形破壞機理分析

1 變形破壞過程

該公路路段沿線出露的基巖為志留系、三疊系和第三系碎屑巖地層，巖性以粉砂質泥巖、粉砂巖、泥巖和泥質灰巖為主，其中粉砂質泥巖、粉砂巖、泥巖這些巖石強度低，抗水、抗風化能力差，巖體中各種裂隙十分發育，且風化嚴重。對沿線的33個展開調查，并進行歸結構類型分類：土質邊坡11個，其中松散堆積層滑坡6個；巖土質邊坡9個；巖質邊坡13個，其中巖質滑坡3個。由于其結構類型的不同，導致其變形破壞發展也不一樣。

1.1土質邊坡淺層滑移

對于淺層滑移，在邊坡變形發展過程中，坡體內有一可能發展成為破壞面的潛在滑移面，它受最大剪應變面分布狀況控制。這類變形主要發育在粘土質邊坡中，其變形破壞過程如下，如圖1所示。

①表層蠕滑：邊坡開挖后，坡面向臨空方向發生變形，坡面下沉，坡體后緣產生拉應力；

②后緣拉裂：隨著變形發展，后緣被拉裂后，造成潛在剪切面上的剪應力集中，促進了最大剪應力帶的剪切變形。

③潛在剪切面剪切擾動：隨著剪應變進一步發生，使斜坡下半部分逐漸隆起，后緣明顯下沉，拉裂面逐漸張開，這些跡象預示變形進入累進性破壞階段，一旦潛在剪切面被剪斷貫通，則發展為滑坡。

1.2 土質邊坡深層滑移

對于深層滑移，在邊坡變形發展過程中，坡體內有一可能發展成為破壞面的潛在滑移面，它受最大剪應變面分布狀況控制?；掳l生過程一般可分為蠕動、擠壓、微動、滑動等階段，如圖2所示。

圖2  堆積體邊坡滑動過程示意圖

①蠕動階段：堆積體開挖后，前緣出現陡傾臨空面，堆積體沿軟弱層發生蠕動變形，邊坡后緣隱約出現斷續的張性裂隙，蠕動進一步發展向擠壓階段過渡，滑坡后緣張性裂隙明顯，并有錯距，但未貫通；

②擠壓階段：邊坡坡腳部位受明顯擠壓，主滑段及后部有小量移動，后緣裂縫貫通并錯開，兩側出現羽狀剪裂隙但未撕開，主滑段的滑動面己基本形成。向微動階段過渡時，兩側剪性裂縫貫通，前緣有時潮濕；

③微動階段：主滑段明顯移動，抗滑段的滑動面也逐漸形成。后緣張裂縫繼續下錯，兩側剪裂縫貫通并微有撕開。前緣微隆，坡面具X裂隙處有時局部坍塌，剪出口有時出現明顯潮濕帶。進一步發展至邊坡剪出口聯通，甚至帶狀滲水，滑動面貫通。

④滑動階段：滑坡時滑、時停、緩慢移動。在降雨等作用下，邊坡變形繼續發展，前緣繼續隆起，出現貫通的橫向擠脹裂縫和縱向放射裂縫，前緣剪出，形成滑坡。

1.3 巖質邊坡滑動破壞

巖質邊坡滑動破壞是巖質邊坡中常見的一種變形破壞形式，其主要控制因素是巖體結構發育程度及其結構面充填物性質。其主要特征是：當巖層傾向與邊坡傾向成小角度相交，且邊坡中存在多組結構面，邊坡巖體往往被切割成楔形體，當邊坡開挖使得楔形體某一面臨空時，在重力的作用下巖體易沿著層面發生變形，在降雨等作用下，變形繼續發展，當邊坡提供的抗滑力不足以抵抗邊坡的下滑力，巖質邊坡隨即發生滑動破壞，其滑動變形過程如圖3所示。

圖3  楔形體滑動過程示意圖