銅仁市梵凈山蘑菇石穩(wěn)定性計算與評價

杜方哥

1、蘑菇石基本特征

梵凈山蘑菇石由兩塊近似立方體板巖堆疊組成，其中上面一塊南北向平均長約1.8m，東西向?qū)捈s1.5m，高約2.4m。巖性為粉砂質(zhì)板巖，巖層南傾，傾角約3°。從近似南北向的剖面圖來看，南端巖體無支撐的自由段長約1.2m，北段巖體有1.6m坐落于下部巖石。巖體頂部部分沿層面發(fā)育差異風(fēng)化孔洞，孔洞深2-5cm，底部有約高1.2m的破碎區(qū)，巖體裂縫、孔洞主要沿巖層面發(fā)育，特別是東面發(fā)育程度較高，其余三面相對于東面較低。南面發(fā)育兩條南北向裂縫，間距0.2m，長度1.4m，無填充，裂縫寬度平均0.2m。

2、蘑菇石可能失穩(wěn)模式

在對蘑菇石開展工程地質(zhì)測繪工作的基礎(chǔ)上，選取蘑菇石兩個典型剖面，采用簡化模型的方法，繪制兩個立面圖，見下圖1和圖2，用2維模型分析其可能的失穩(wěn)模式。

如圖1所示，蘑菇石上部巖塊南端無底部支撐，因此上部巖塊可能繞A點發(fā)生逆時針轉(zhuǎn)動、傾倒破壞，也可能沿AB面發(fā)生拉裂破壞。上部巖體與下部巖體接觸面往南傾，傾角為3°，可能沿AE面發(fā)生滑動破壞。

如圖2所示，蘑菇石下部巖體呈不規(guī)則立方體，其中168。剖面方向上，下部蘑菇石為倒立的梯形，整個蘑菇石可能繞D點逆時針轉(zhuǎn)動，發(fā)生傾倒破壞。

蘑菇石底座三面（北、西、南）臨空，特別是西面臨空面為陡斜坡面，底座受蘑菇石重力影響，可能發(fā)生滑移試崩塌，從而影響蘑菇石穩(wěn)定性。

3、剛體極限平衡法穩(wěn)定性計算評價

剛體極限平衡法是將滑體視為剛性體，不考慮其本身的變形，按照工程力學(xué)原理，對蘑菇石穩(wěn)定性進(jìn)行評價。

（1）受力分析。在評價蘑菇石穩(wěn)定性過程中，主要考慮的外力有重力和風(fēng)力。重力是蘑菇石最主要的外力。梵凈山山頂有風(fēng)天數(shù)占全年總天數(shù)的88.41%，以東北風(fēng)和西南風(fēng)為主，因此考慮風(fēng)力影響。重力和風(fēng)力的組合按最不利工況考慮。