冰劈作用对加剧微裂隙岩质边坡破坏性的机制研究
——以红原气候及地质条件下的岩质边坡冰劈为例

彭 辉

（四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，四川成都 610000）

1 研究背景

冻土一般指温度低于0且含有冰的岩和土，冻土是冻结土和冻结岩的总称[1-2]。冻土力学的研究具有广泛工程背景，根据已有的寒区岩土工程经验，存在冻土问题的地方一般都存在冻结岩石的问题[3]，如寒区的岩质边坡、隧道、道路路基、地下输油气管线、建筑物地基以及液化天然气的地下低温贮存库等，都不同程度存在冻结岩石问题[4]。

红原地区气候条件恶劣，具有高原低氧、夏季短、无春秋、冬季漫长等特征，红原地区冬季从7月持续到次年4月，9月进入霜期，10月开始积雪，直至次年4月完全解冻融雪，冬季极端最低气温可达-36 ℃[4]，气候寒湿，冻害特征明显。

以红原县S302线海子山段某岩质边坡为例，场地属丘原（高原丘陵）地貌，海拔高度3 600～3 800 m，自然边坡起伏一般15°～30°。S302省道建设，某地段受地形影响，线路内侧形成数处高度约3～6 m不等的岩质边坡，边坡原开挖坡度约45°。其地层岩性主要以三叠系中统扎尕山群组（T2zg）板岩、浅变质砂岩及砂质板岩为主[4]，受区域性断裂即红原断裂影响，次级断层及层间破碎带极发育，岩石板劈理及构造裂隙极发育，岩体多呈碎裂镶嵌状结构。本段岩质边坡共同特征是岩体中裂隙密集发育，坡表碎落特征明显。冬季收到冰雪反复冻融的作用影响，坡表碎石方量增加较明显，说明冰劈作用对该边坡破坏的影响大于其他因素。根据观测分析，冬季坡体积雪溶解后向裂隙入渗，气温下降至冰点以下或上升至冰点以上时，填充在裂隙中的水体反复融化、凝固，根据相关研究，水由液体变成固态时体积增大9%[5]。……