如前所述,岩体的稳定性主要取决于岩体的结构特征,但除此之外,还有众多因素也都对岩体的稳定性有不同的影响。可以把岩体稳定性的因素归纳为4个方面:岩体所在位置周围地质环境的稳定性、岩体本身的特征和岩体中地下水的作用、岩体中初始应力状态及所受的工程荷载、工程施工及运营管理水平。
1.地质环境的影响
岩体所在位置周围地质环境的稳定性对该环境内的岩体稳定性起宏观控制作用。地质环境的稳定性包括区域稳定性、山体稳定和地面稳定性。
区域稳定性最重要的是指该地区地壳的构造活动性,特别是新构造运动的强烈程度和由构造断裂引起的地震活动性。有的地区断裂活动比较微弱,地震少而烈度低,地壳稳定性较好,从区域稳定性来评价应属稳定地区,对建筑物危害较小。另外一些地区新构造运动强烈,表现为地壳的上升或下降,近期沉积物的褶皱与断裂,甚至发生强烈地震,则地壳处于不稳定状态,在这种地区修筑工程建筑物,岩体是难于保持稳定的。由于地震活动对工程建设的危害比一般的构造活动更大,因此地震活动性是区域稳定性评价的主要内容。
山体稳定性对工程岩体的稳定性有直接的影响。例如,某段铁路线穿过某处山体以长隧道通过,仅就隧道围岩的稳定性而言可能是非常良好的,但整个山体是一个巨大断层上盘,河流从底部冲刷,使整个山体沿断层软弱面向河流方向滑动,山体的失稳造成穿过该山体的全部铁路工程报废。山体滑动是山体失稳常见的现象,由于山体失稳导致整个工程废弃的实例是很多的。此外,组成山体的岩石的强弱、构造破碎和风化破坏程度、地下水对整个山体的化学侵蚀、机械破坏等,也是评价山体稳定性的重要因素。
地面稳定性问题,主要是地表大面积下沉、开裂及陷落等现象。这一类大面积地面失稳常常是由于人类地下采掘活动,例如采矿、抽水、采油、采气等活动造成的。随着人类地下采掘活动的规模越来越大,地面稳定性问题必将日益突出。在地面失稳地区进行工程建设,必须弄清地面失稳对工程岩体稳定性的影响。
总之,在工程建设中,首先要解决岩体地质环境稳定性问题,力求在选址阶段对区域、山体、地面的稳定性有正确的认识,避免把一些重大工程置于不稳定的地质环境之中,然后再去解决工程岩体本身的稳定性问题。
2.岩体自身特性及地下水的影响(www.xing528.com)
岩体自身特性和岩体中地下水的作用是决定岩体是否稳定的内在因素,是岩体稳定性评价最重要的根据。
岩体本身的特征包括结构体和结构面的特征以及岩体结构特征,其中,最重要的是岩体结构类型和软弱结构面的工程性质,这些内容前面已有叙述。岩体中的地下水一般都是岩体稳定不利的因素,绝大多数岩体失稳都在不同程度上与地下水有关。地下水对岩体进行的各种物理化学作用,如软化、冻胀、溶解、动水压力等作用,大多使岩体强度降低,变形增大,从而导致岩体稳定性降低。这方面的基本概念也已在有关章节中做过介绍。
3.初始应力状态及工程荷载的影响
岩体中初始应力状态及所受工程荷载是决定工程岩体是否稳定的主要外部因素,是进行岩体稳定评价的重要边界条件。初始应力是天然生成的,工程荷载则是人为设计的。在考虑了地质环境稳定性基础上所选定的工程位置,在天然状态下的岩体一般是稳定的。但是,工程活动使岩体承受了新的工程荷载,改变了岩体中初始应力状态,这种情况下岩体能否继续保持稳定,是各种岩体稳定性评价方法要解决的基本问题。
4.施工及运营管理水平的影响
岩体稳定性还与工程施工及运营管理水平有密切关系。缺乏足够根据而随意地改变设计、不合理的施工顺序和施工方法、支护工作不及时、缺乏科学的管理等都可能导致岩体失稳。
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