是是非非的坡体参数选取(假日专题)
是是非非的坡体参数选取(假日专题)
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博士,教高,注册岩土工程师,中国岩石力学与工程学会地基与工程结构分会副理事长和滑坡与工程边坡分会理事,中国土木工程学会非饱和土与特殊土常务委员和交通岩土工程委员,国际工程地质协会会员,深部国重实验室顾问委员,中国国家公路建设项目评标专家。
近年来,随着工程建设规模的不断扩大,边坡、滑坡处治工程的费用也是直线增长。 究其主要原因,就是计算时所采用的直接相关坡体参数偏差所致。 而导致坡体参数偏差的原因是多方面的,耐人寻味,让人深思的。
1、不能正确分析滑坡的稳定状态,将稳定滑坡 定性 为欠稳定滑坡,好像滑坡都会马上对工程产生直接打击,都要马上滑动似的,不把自然滑坡都计算成为欠稳定或马上失稳的滑坡,不做些工程心里就不踏实,不舒服。
所谓的参数反算,不区别边坡与滑坡,无论什么状态的坡体稳定度,都取欠稳定或极限平衡状态进行反算。稳定了几千、几万年的自然边坡,反算时参数取0.9、1.0、1.02等处于失稳、欠稳定状态参数反算。无论真假的滑面,其参数取值都是越来越低, 计算 的下滑力 越来越大,工程规模越来越宏伟。
如某老滑坡多年来处于稳定状态,滑坡体上没有新增裂缝发育。 线路在滑坡前缘一定距离通过时, 反算所采用的坡体稳定度参数取值为1.0。这就意味着该稳定老滑坡已经是“满脸皱纹”,后缘、周界、前缘的拉张、剪切、挤压等性质裂缝已经一起爆发,该老滑坡已经垂垂老矣快要倒下了,需要马上ICU,否则作为医生的技术人员只给对症的“感冒药”时心里发虚啊。最终将一个主轴长140m,滑体厚15m,已经改过自新,“戾气”早已释放的良民老滑坡, 计算 所得的数字游戏结论为下滑力5900KN/m。如此与滑坡不相匹配的下滑力可能干了一辈子的老院士也没有见过,可就是这样生生的创造出来了!!!
2、 不 能有效地区分坡体性质,将边坡问题当作滑坡问题。这直接将潜在滑面当作了滑面,也就人为地计算出过大的下滑力。
一定要区别滑坡与边坡的特征,也就是要区别滑面与潜在滑面的,只有这样,才能合理选取相应的参数。 边坡潜在滑面的力学参数是原状土参数,在工程未扰动的情况下,参数值是峰值或接近峰值,而滑坡的滑面扰动土参数,其力学参数较原状土已出现不同程度的下降,两者的差异是巨大而不可同日而语的。否则,眉毛胡子一把抓,焉能不出大的偏差。
如某突出山脊由全风化花岗岩组成,自然坡体稳定。 但边坡预加固时用于反算时坡体稳定度参数取值为1.02。 这就意味着该山脊形成了滑坡状的环状裂缝,坡体处于欠稳定的挤压状态。 从而将自然坡体的潜在滑面参数 “计算” 成为滑面参数,所得滑面的粘聚力C=15KPa,内摩擦角Φ=20°,最终所得的数字游戏结论为下滑力1350KN/m,需要设置大截面锚索抗滑桩进行处治。 真是情何以堪啊! ! !
3、作为岩土工程,技术人员一定要具备地质和结构两方面的知识,要具有丰富的理论知识与工程经验。否则,任性的坡体参数确定,将导致工程规模的失控,也就失去了工程的经济性指标。尤其是作为地质人员,一定要严谨地提供相应的坡体参数。作为设计人员,一定要有基本的地质知识,对地勘单位提供的坡体参数进行再次校核,而不是地质人员给什么,自己就用什么。这是目前 很 普遍的 情况,但绝对不是合理的。
这方面应该向铁路部门学习,由地质和设计人员共同商量坡体参数的选定,毕竟专业不同,看待问题的角度不同。也就是说,坡体参数的选取需要群策群力方能更为有效。
如某高边坡高约100m,由产状反倾的中风化粉砂质泥岩构成,坡体中结构面不育。高边坡预加固时地勘报告提供的 中风 化 粉砂质泥岩 粘聚力C=12KPa,内摩擦角Φ=9° 。这样提供的如同软弱地基一般的参数设计人员不加思索的照搬,直接导致工程规模失控。在采用缓坡率+宽平台设置后,仍采用了大规模的锚固和抗滑桩进行加固,实是非常遗憾和可惜!!!
4、坡体处治时的安全系数越来越大,即使做了大量的地质勘察,仍要取规范的安全系数上限值,这直接导致了工程规模急剧攀升。
规范给予的安全系数范围,实为地质条件复杂程度、被保护对象的重要程度,以及设计人员掌握资料的深度等因素确定。这就是说,地质条件越复杂、被保护对象越重要、设计人员掌握的信息越少时,可取规范安全系数的大值。但如果一个坡体进行了大量的地质勘察基础上,仍取安全系数的上限值,那地质勘察就失去了意义。
如某公路边坡在没有重要保护对象,以及在进行大量的地质勘察、深孔位移监测后的基础上,设计人员进行工程处治时选取天然工况下的安全系数为1.3,暴雨工况下的安全系数为1.2,导致坡体的潜在下滑力达到了1195KN/m,直接导致了工程规模的快速攀升。
其实,在如此详细的基础资料基础上,如若将 天然工况下的 安全系数为 1.2 ,暴雨 工况下的安全系数为1.1,则 坡 体的潜在下滑力可大幅降低为678 KN/m , 相应的工程规模就大幅下降了。
5、缺乏担当,地勘给出多大的参数,设计人员就用多大的参数,丝毫不进行任何校核。
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