土質(zhì)邊坡穩(wěn)定影響因素分析研究

摘要：

內(nèi)在因素和外在因素，是影響土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的主要因素。具體而言，諸如初始地應(yīng)力、巖土的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、高度、傾斜度、土質(zhì)條件等都屬于內(nèi)在因素。而外在因素，相比之下更為復(fù)雜，隨著不同土質(zhì)邊坡的地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及成坡時間的不同，風(fēng)力、溫度以及人為等外在因素將會產(chǎn)生不同的作用。這也使得外在因素隨著邊坡的變化而變化。不管是內(nèi)在因素，還是外在因素，都值得我們進一步的探索，這樣才能更好的解決問題。

關(guān)鍵詞：

土質(zhì)邊坡穩(wěn)定；影響因素；內(nèi)在；外在

中圖分類號：

TB

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1672—3198（2015）21021302

1土質(zhì)邊坡穩(wěn)定影響因素概述

1.1內(nèi)在因素包括

（1）初始地應(yīng)力：當(dāng)坡體產(chǎn)生變化，其內(nèi)部巖土及張力結(jié)構(gòu)亦會有所變化，在斜坡底部力量相對集中，斜坡頂部以及坡面將會相對松弛，產(chǎn)生張應(yīng)力區(qū)。如果坡面產(chǎn)生新的張力變化，對邊坡進行挖掘能夠使得巖體張力有所釋放，進而使得整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化。

（2）巖土體性質(zhì)：邊坡穩(wěn)定性同樣受制于巖土體性質(zhì)。具體而言，如果巖土本身結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，堅硬、耐風(fēng)蝕，由其所組成的邊坡通常穩(wěn)定性十分突出。相反，如果巖土本身不夠堅硬易風(fēng)化，其穩(wěn)定性則會有所下降。

（3）巖土體結(jié)構(gòu)和構(gòu)造：影響穩(wěn)定性的另一大要素是巖土體的結(jié)構(gòu)。巖土在結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)形狀、傾斜程度、紋理、縫隙發(fā)育狀況以及與脆弱帶、易碎帶的分布組合等方面的不同，將會對穩(wěn)定性產(chǎn)生不同的影響。例如結(jié)構(gòu)面與破碎地帶的膠結(jié)情況，以及邊坡的傾斜程度，下伏巖與坡度間的關(guān)系，都將對穩(wěn)定性產(chǎn)生極大的影響。

（4）地形地貌及臨空條件：臨空條件對邊坡穩(wěn)定性的作用同樣十分明顯。邊坡的高、斜、凹凸、斷面形狀等不同，與其穩(wěn)定性有密切相關(guān)的聯(lián)系。而臨空面以及邊坡雙側(cè)的沖溝，對于邊坡穩(wěn)定與否亦有至關(guān)重要的影響。

1.2外在因素包括

（1）風(fēng)化作用：風(fēng)化作用使得巖石易碎、易脆，并增大巖石縫隙，使得巖土更易受水流及風(fēng)蝕的影響，進而改變邊坡傾斜程度以及整體形狀，甚至影響地下水流向。風(fēng)化使得巖石縫隙間隔增大，表面強度下降，最終崩塌、滑落。

（2）地震：地震對邊坡穩(wěn)定性影響的方式有三點：首先是地震會使得巖石受力而脫落；其次在于受地震作用，巖石縫隙水壓增加，穩(wěn)定性進一步受到破壞；最后地震對巖石強度破壞亦十分明顯。

（3）人為因素：對于邊坡結(jié)構(gòu)規(guī)劃不合理、過度挖掘、滲入水量過大以及爆破等都會對穩(wěn)定性造成極大的破壞。

（4）時間因素：流變性對于穩(wěn)定性的影響不容忽視，邊坡的穩(wěn)定性并非短期的考量。隨著時間的變化，巖土體在長期的受力狀況下，會產(chǎn)生緩慢的移動以及改變，這樣的改變將會產(chǎn)生聯(lián)動效應(yīng)，使得各個因素隨其變化而變化。

（5）水的作用：水的滲入將會使得巖土軟化、重量增加，進而使得巖土耐磨蝕性、硬度都有所下降。

2內(nèi)在因素對土質(zhì)邊坡穩(wěn)定的影響分析

2.1巖土體性質(zhì)與穩(wěn)定性

巖土體性質(zhì)可以區(qū)分為巖土性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)面性質(zhì)兩個層面，兩個層面的性質(zhì)對于邊坡穩(wěn)定性都有著至關(guān)重要的影響。采用定量分析的方法，將其他影響因素固定，引用均質(zhì)土邊坡算例，以粘聚力和邊坡穩(wěn)定程度直接的關(guān)系作為計算內(nèi)容，計算后發(fā)現(xiàn)，粘聚力與穩(wěn)定系數(shù)呈正比，即穩(wěn)定系數(shù)隨粘聚力增大而增大。

如若僅考慮內(nèi)摩擦角與邊坡穩(wěn)定系數(shù)間的關(guān)系，在研究計算后發(fā)現(xiàn)，雙方同樣呈現(xiàn)出正比例關(guān)系，即穩(wěn)定系數(shù)隨內(nèi)摩擦系數(shù)增加而增加。

2.2結(jié)構(gòu)面傾角與穩(wěn)定性

結(jié)構(gòu)面如果存在傾角，將會使得邊坡整體結(jié)構(gòu)強度下降，以及其更加容易變形，進而使得巖土分布更加紊亂，各個土體之間結(jié)構(gòu)各異，整體構(gòu)造呈現(xiàn)出斷層等特點，同時也會增加巖土流變力學(xué)特點。

2.3臨空條件與穩(wěn)定性

邊坡的高、斜、凹凸、斷面形狀等不同，對其穩(wěn)定性有著密切的聯(lián)系。

2.3.1坡高對邊坡穩(wěn)定性的影響分析

（1）自然斜坡坡高對邊坡的影響。

在對邊坡進行規(guī)劃設(shè)計時，參考自然斜坡的破壞情況，有十分顯著的作用。通過對延安寶塔區(qū)的斜坡災(zāi)害進行調(diào)查，基于全區(qū)1：5萬DEM圖以及坡高數(shù)據(jù)，并對不同坡高在全區(qū)所占比例進行統(tǒng)計。通過對不同坡高區(qū)間內(nèi)所產(chǎn)生破壞點數(shù)量的不同進行分析，最終分析得出不同區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生破壞的幾率。

（2）坡高對坡體應(yīng)變的影響。

坡高無法對巖土體應(yīng)力有所改變，但是坡高與坡體內(nèi)部的值呈現(xiàn)出正比例線性關(guān)系，邊坡剪應(yīng)變、邊腳剪應(yīng)變均隨坡度增加而增加，而穩(wěn)定性則相應(yīng)有所下降。邊坡的穩(wěn)定系數(shù)以1作為臨界值，當(dāng)邊坡穩(wěn)定系數(shù)大于1時，整體結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，不容易遭受破壞。當(dāng)穩(wěn)定系數(shù)小于1時，坡體容易遭受破壞，穩(wěn)定性降低。

2.3.2坡度對邊坡穩(wěn)定性的影響

通常來說，坡體越陡峭其穩(wěn)定性便會相對變差。一方面，坡體陡峭，其張力作用力度更深、更廣，在坡度形成過程中，上部分土體流動性更強更容易被破壞；另一方面，坡體陡峭，其應(yīng)力亦會隨之?dāng)U大，邊坡的剪應(yīng)力也隨之上升，對同樣強度的巖體而言，坡度越高，越容易遭受破壞。

（1）坡度對邊坡的破壞。

根據(jù)延安寶塔區(qū)斜坡造成影響的調(diào)查顯示，提取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，以延安寶塔區(qū)1∶5萬DEM作基礎(chǔ)調(diào)查，計算各個坡度區(qū)間占全區(qū)的比率，按照坡度區(qū)間內(nèi)滑坡點數(shù)量，求出各個坡度區(qū)間遭受損壞的統(tǒng)計比率。

（2）坡度對坡體位移的影響。

當(dāng)坡角變大，邊坡x向位移變大，同時坡角在40度位移量也變大，邊坡就會有不穩(wěn)定現(xiàn)象，將會遭到破壞。

2.3.3斷面幾何形狀對邊坡穩(wěn)定性的影響

在相同條件下，邊坡坡面采用階梯形狀，可以讓邊坡的安全性得到提高，由于坡體的承受壓力降低，邊坡階梯性邊坡有獨特形式，坡體上面承受壓力比坡梯下面承受壓力大，在坡腳可以抗滑；在一定條件下，整體的斜坡，平臺尺寸對整體安全可以忽略，它的影響不大；以同樣的坡率，在各級坡度下，大平臺梯邊寬，讓坡度總體上減少，提高安全性。道路開挖邊坡的一側(cè)，可以增加一個大平臺的寬度，對于穩(wěn)定性有幫助。

3外在因素對土質(zhì)邊坡穩(wěn)定的影響分析

3.1對于邊坡穩(wěn)定性來講，水的影響很大

對邊坡不利的影響，包括地下水和地表水，地表水是天空降水之后，在土地表面形成的水流，地下水是由地表水慢慢流入，變成地下水。

地下水可分為：

上層滯水：從地面流入，在上層停留，沒有繼續(xù)向下滲透。

潛水：接近地面，在地面以下，在第一個不滲透層上面，潛水，可以流動，不透過水層。

層間水：這是隔水層之間的水。

當(dāng)?shù)叵滤叱龅孛娴臅r候，巖土的裂縫可以讓地下水滲透出來，形成我們所看到的泉水。災(zāi)難事件，其中有許多是地下水和邊坡分不開，水會影響土層，從而使斜面損壞，諸如水和土壤的流失，風(fēng)化的坡面。地下水的危害很大，嚴(yán)重的將會讓坡體失去整體平衡，地下水的影響有：（1）水到坡體內(nèi)，土層將變得松散，巖體的重量將會增加，坡體將有可能下降；（2）水在邊坡的巖體內(nèi)，巖體會受到水的流動而影響，水量過多，會讓開挖坡體的難度上升；（3）水在巖體內(nèi)，水和滑面材料形成靜水壓力，在巖體變形過程里，空隙的水壓力變大，會讓坡體失去穩(wěn)定性；（4）水可以改變巖土，并且水還有其它的作用。

3.2對邊坡穩(wěn)定性地震沖擊

邊坡會受到地震的影響，我們很難預(yù)測地震何時發(fā)生，地點，地震級數(shù)，地震帶來的危害無法預(yù)料，在時間和空間都是出于未知，邊坡巖體受到地震的強度與地震深度和級數(shù)有關(guān)，同時還與坡體所處的位置有關(guān)，還有地質(zhì)特征，巖石特征，地形和地下水等等。

4結(jié)束語

一旦發(fā)生，對邊坡穩(wěn)定性很不利，因為有很多未知因素，坡面影響，邊坡巖體變化，邊坡失穩(wěn)。另外，地震還可以讓地下水位置變化、地形移動、坡體應(yīng)力減少、土體變松，所以地震帶來的坡體影響大，想要防護坡體安全，還要進行更多的地震研究。

參考文獻

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