基于赤平投影法的笋溪河特大桥岸坡稳定性分析和工程地质课程案例教学分析

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摘要：传统工程地质分析方法任然是目前研究岸坡稳定性的主要手段，通过采用传统的赤平投影法对江津区笋溪河特大桥岸坡工程地质特征进行分析和研究，不仅可以分析岸坡地质结构，还可以获得岸坡变形破坏模式和定性—半定量岸坡稳定性结论，为进一步采取CSMR法、有限差分元法等其它方法提供印证结果。并将此工程案例应用到教学实例中去，效果显著。可见，采用案例教学法进行工程地质课程的教学是可行的。

关键词：赤平投影法;笋溪河特大桥;岸坡稳定性;案例教学法

1工程概况

重庆市江津区笋溪河特大桥是江津至习水高速公路（重庆段）的一座悬索桥，大桥一侧为江津岸，另一侧为习水岸，跨越笋溪河峡谷地段（此处河流深切超过200-300m），地形深切，地质环境条件复杂，为该线路的控制性工程。

2研究区工程地质条件

桥位区属构造剥蚀低山地貌。桥位区位于中峰寺向斜南东翼，断裂不发育，周围无活动断裂，地质构造简单。桥位区属亚热带季风湿润带，冬少严寒，夏多炎热，雨量充沛，具夏秋多雨，冬春多雾的特点。据地质调绘及勘察钻孔揭露，桥位区分布地层主要为第四系全新统残破积层、崩坡积层及侏罗系上统蓬莱镇组（J3p）泥岩、砂岩。桥位区横跨笋溪河，笋溪河河底高程371 m，为地下水的排泄基准面，场地水文地质条件简单，地下水以其储存形式分为两类，即松散层孔隙水和基岩裂隙水。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），线路区地震动峰值加速度<0.05g，对应的地震基本烈度<Ⅵ度，抗震设计建议按《公路桥梁抗震设计细则》JTG/T B02-01-2008执行。

3.笋溪河特大桥岸坡稳定性工程地质分析

3.1江津岸岸坡稳定性

江津岸索塔所在位置为陡崖顶部的台地之上。陡崖呈北东—南西走向，整体坡角47°，为折线型斜坡，微地貌受岩性控制形成五级台阶特征，砂岩地段一般近直立，泥岩地段地形坡度10～20°，地面高程383.94～617.73m ，相对高差233.79m，地表发育有较密的灌木，坡顶山脊地形较平缓，分布高程585m～610m;构成陡崖带的岩性为巨厚层砂岩和泥岩互层，地层产状290°～320°∠7°～8°，砂岩单组抗压强度21.8MPa，属较软岩，泥岩单轴抗压强度5.2MPa，属软岩。泥岩抗风化能力弱、遇水易软化等，因此在陡崖中上部砂岩、泥岩交界部位常形成危岩体。砂岩抗风化能力较强，常发育卸荷裂隙和构造裂隙，根据现场调查江津岸砂岩中主要发育两组裂隙：裂隙L1：倾向320-360°，倾角70-87°，延伸0.5-3米，闭合，裂面平直，发育间距0.2-3米，无充填，结合程度较好。裂隙L2倾向220°-265°，倾角61-85°，闭合，延伸长度0.5-5米，裂面弯曲，无充填，结构面结合程度较好。陡崖带顶部受构造裂隙和风化差异影响，山脊发育呈北东—南西走向，该段山脊局部发育卸荷带，距陡崖带宽7m，单贯通性较差，索塔位于卸荷带以内;由于陡崖带所处位置相对较高，四周无大的汇水地形，因而地下水、地表水相对贫乏，只是在局部存在小范围的负地形，在强降雨时局部冲沟可能汇水，形成短暂的地表径流，雨水通过节理裂隙渗入岩体时将对陡崖局部块体造成影响，但影响较小。根据岸坡工程地质特征赤平投影见图1。

根据图1可知，江津岸岸坡整体为切向坡，主要结构面未形成不利组合，对斜坡稳定性影响小，该斜坡天然状态下为整体稳定岸坡，与现场工程地质调查基本相符，同时，在进行裂隙调查时，江津岸偶见发育一组产状为：65-90°∠80-89°的陡倾裂隙。因此岸坡局部块体有发生破坏的可能。

3.2习水岸岸坡稳定性

根据同样方法分析知，习水岸岸坡为切向坡，主要裂隙中无外倾裂隙，但斜坡局部地段稳定性可能受地层产状控制，该岸坡天然状态下为整体稳定岸坡。

终上所述，桥址区岸坡地质环境稳定性较好。

4.案例教学法分析

将此案例应用到工程地质课程中，让学生通过阅读研究区的工程地质条件、统计边坡节理裂隙和绘制赤平投影图，让学生熟练掌握如何分析具体工程勘察项目的工程地质条件、如何绘制地质图件和阅读工程地质勘察报告，进而提升专业知识水平。结合课程内容，了解大桥的工程勘察流程、熟悉相关勘察规范、增强安全责任意识和规范意识，加强对学生社会主义核心价值观精神的培养。

5.结论与建议

5.1结论

1.本文依据翔实的现场实测资料，以笋溪河特大桥左右两岸（江津岸和习水岸）岸坡为研究对象，运用工程地质赤平投影分析法，研究了桥位边坡的自然地质环境条件、坡体地质结构特征、成因机制及岸坡稳定性，得到两岸坡天然状态下均为为整体稳定岸坡的结论。

2.将此工程案例作为教学实例应用到工程地质课程教学中，引导学生将理论知识与实际生产项目相结合，可以提升学生学习积极性，培养学生安全责任意识和规范意识，为培养新时代中国特色社会主义高端技术技能人才不断努力。

5.2建议

1. 建议进一步采取CSMR法、有限差分元法等方法进行综合评价，互相印证，从而得到更可靠的结论，对习水岸施工过程中和施工后局部边、斜坡进行详细的稳定性评价，必要时采取有效的防治措施。

2.在施工过程中，严格控制爆破等施工措施对岸坡稳定性造成影响。

参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑抗震设计规范（2016年版）（GB50011-2010）[S].北京：中国建筑工业出版社，2016.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.工程岩体分级标准（GB/T 50218-2014）[S].北京：中国计划出版社，2014.

[3]《工程地质手册》编委会.工程地质手册（第5版） [M].北京：中国建筑工业出版社，2018.

[4]王明秋，刘树林.渝东南地区岩溶水开发现状与缺水分析[J].资源节约与环保，2018，8（8）：26.

基金项目：重庆工程职业技术学院科研项目（KJB201919）;重庆工程职业技术学院教改项目（JG192015）。

作者简介： 王明秋（1983-），男，重庆彭水人，硕士，讲师。研究方向：工程地质教学与科研。