坡顶与坡脚:定义一段边坡的两条边

坡顶与坡脚是采坑设计中最简单的两个术语,也是实践中最容易用错的两个。坡顶是边坡的上缘,坡脚是下缘,而台阶上几乎每一项几何校核、爆破量测与安全距离,都是相对其中之一表述的。本文解释它们是什么、为什么它们的位置是算出来的结果而不是画上去的线,以及常见错误从何而来。

定义

坡脚是边坡的下缘,即倾斜坡面与其下方平面相交处。在台阶上,那就是坡面与底盘相交的位置。

坡顶是上缘,即坡面与上方平面相接处——马道,或边帮顶部的地面。

两者之间是台阶坡面,它相对水平面的倾角就是坡面角。台阶的其余一切——高度、马道宽度、总体角度——都以这三者来表达。

为什么它们的位置是算出来的,而不是画出来的

在设计中,边坡是一个模板:一个角度、一个高度、一个马道宽度。这个模板实际在哪里终止,取决于它与现状地面相交于何处,那条线就是交线。

这很重要,因为地面不是平面。推向上升坡地的设计边坡,交线更靠外;同样的边坡遇到下降地面,交线更靠内。相对实测曲面计算交集,得到的是可以放样的坡脚与坡顶位置;假定一个平面,则会按地面偏离该假定的程度得出错误位置。

这也是测量更新后坡脚与坡顶位置会变的原因。设计没动——地面动了。

平面上到坡顶的距离,不是岩石中的抵抗线

这两个术语最有后果的误用发生在爆破。炮孔到坡顶的距离在平面图上很好量,而它不是抵抗线。

抵抗线是炮孔真正要破碎的岩石,沿垂直于最近自由面的方向量测。在带坡角的自由面上,倾斜孔随着深度增加,前方的岩石越来越多——因此平面上到坡顶的距离会低估底盘处的抵抗线,而那正是孔网变紧、坚硬根底被留下的位置。

现实后果是:一张平面图上看起来正确的孔网,可能在底盘标高处设计不足。沿孔轴逐标高量测抵抗线,而不是在平面上量一次,才能把这一点暴露出来。

坡顶与坡脚在安全与通行中的作用

马道宽度是从相邻坡面的坡顶量到坡脚的,它是一项安全参数:承接上方落石,并为设备提供站位。为了让总体角度更陡而削减马道宽度的设计,是在用岩土安全裕度换体积。

设备离坡顶的退避距离,以及坡脚附近的禁入区,都是相对这两条边定义的。当边在图上位置错了,距离也就跟着错了。

总体边坡角与坡面角

边帮不是一级一级地稳定或失稳,而是作为整体。总体边坡角从最低台阶的坡脚到最高台阶的坡顶,并把沿途每一条马道都算进去,因此它总是比各级坡面角更缓。

两个坡面角完全相同的设计,若马道宽度不同,总体角度可能相差很大。这正是岩土校核应针对总体角度的原因:在纸面上满足坡面角、同时突破真正支配稳定性的限值,是很容易发生的事。

常见问题

坡顶与坡脚有什么区别?

坡顶是边坡的上缘,即坡面与上方平面相接处。坡脚是下缘,即坡面与下方平面相接处。在台阶上,坡脚在底盘,坡顶在其上的马道。

什么是交线?

设计边坡与现状地面相交、因而终止的那条线。由于它取决于真实曲面而非假定平面,它决定了坡脚与坡顶的真实位置。

为什么到坡顶的距离会低估抵抗线?

因为它在平面上量测,而岩石是三维的。在带坡角的自由面上,倾斜孔随深度前方岩石更多,因此底盘处的抵抗线大于平面距离所暗示的值——孔网正是在那里变紧。

为什么总体边坡角比坡面角更缓?

因为它把马道算了进去。从最低坡脚量到最高坡顶时,每条马道的水平贡献都会拉低平均角度,所以总体角度总是比各级坡面更缓。

STREAM 把交线作为边坡断面与您实测地形的交集来计算。

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