高陡黃土邊坡穩(wěn)定性分析

馮振國　張寧博

[摘要]邊坡穩(wěn)定性分析一直是地質工程的重點研究課題之一。本文介紹了邊坡穩(wěn)定性分析的一般方法，并對各方法的基本假設條件做了比較，闡述了各方法的應用范圍。文章以某建筑工地高邊坡為例，應用簡布法（Janbu）對高邊坡做了穩(wěn)定性分析，并提出基本的工程處理建議。

[關鍵詞]邊坡 簡布法 穩(wěn)定性分析

[中圖分類號] U213.1+3 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-8-356-1

在黃土高原地區(qū)，為了爭取更多建設空間，一些工程建設會對山體原始地貌進行改造，從而出現(xiàn)山體高邊坡。邊坡穩(wěn)定性分析一直是人們研究的重點課題之一。

1邊坡的基本定義

在巖土工程或地質工程研究領域，所謂“邊坡”一般指自然斜坡、河流水岸坡、臺塬塬邊、崩滑流堆積體、以及人工邊坡（交通道路、露天采礦、建筑場地與基礎工程等所形成）等坡體形態(tài)的總稱。對于土質邊坡高度大于20m、小于100m或巖質邊坡高度大于30m、小于100m的邊坡，這些邊坡稱為高邊坡。

2邊坡的穩(wěn)定性分析方法

邊坡穩(wěn)定性分析與評價的目的，一是對與工程有關的天然邊坡穩(wěn)定性作出定性和定量評價；二是要為合理地設計人工邊坡和邊坡變形破壞的防治措施提供依據(jù)。

極限平衡法在工程中應用最為廣泛，這個方法以摩爾—庫侖抗剪強度理論為基礎，將滑坡體劃分為若干條塊，建立作用在這些條塊上的力的平衡方程式，求解安全系數(shù)。剛體極限平衡分析方法很多，在處理上，各種條分法還在以下幾個方面引入簡化條件：（1）對滑裂面的形狀作出假定，如假定滑裂面形狀為折線、圓弧、對數(shù)螺旋線等；（2）放松靜力平衡要求，求解過程中僅滿足部分力和力矩的平衡要求；（3）對多余未知數(shù)的數(shù)值和分布形狀做假定?；谠撛淼姆椒ê芏?，如條分法、圓弧法、Bishop法、Janbu法、不平衡傳遞系數(shù)法等。極限平衡理論邊坡穩(wěn)定性分析方法基本條件的比較見表1。

3工程實例分析

3.1工程基本概況

某建筑場地南側邊坡總體高約80m，長約120m，下部寬約220m，上部寬約110m，坡比為1：1，共7級，每級約10m，馬道寬約2～3米。邊坡表層離石黃土結構疏松，孔隙較大，在降雨和地震條件下，易發(fā)生黃土體內圓弧滑動。

3.2邊坡穩(wěn)定性計算參數(shù)

穩(wěn)定性計算參數(shù)的選擇，特別是抗剪強度參數(shù)C、φ的取值對穩(wěn)定性定量計算結果有重要影響。本次穩(wěn)定性計算參數(shù)見表2。

3.3計算方法的確定

高陡黃土邊坡穩(wěn)定性計算采用簡布（Janbu）法，擬定一個危險滑裂面來計算高陡黃土邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)。

3.4邊坡穩(wěn)定性分析及評價

本次選取了典型剖面進行穩(wěn)定性計算，典型剖面見圖2。高陡黃土邊坡在自重狀態(tài)下穩(wěn)定系數(shù)Fs=1.111，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；在自重加暴雨狀態(tài)下穩(wěn)定系數(shù)Fs=1.104，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；在自重加地震狀態(tài)下穩(wěn)定系數(shù)Fs=1.060，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；由穩(wěn)定性系數(shù)計算結果可知，邊坡在暴雨和地震狀態(tài)下，穩(wěn)定性降低，較易發(fā)生滑塌，危害性大，須進行綜合治理。

3.5防治建議

根據(jù)高陡黃土邊坡的現(xiàn)狀，以及威脅范圍的大小，結合穩(wěn)定性分析結果和類似邊坡治理經(jīng)驗，提出該邊坡的防治措施建議，應采用錨索框架支擋體系加固高陡黃土邊坡中下部，黃土邊坡坡腳以擋土墻支擋，并做好截、排水，將雨水及時排出坡體。坡體上部做植草護坡，防止雨水沖刷。

4小結

目前，所有定量的計算方法都是基于定性方向之上。邊坡的穩(wěn)定性分析方法繁多，根據(jù)具體邊界條件及滑動面的形態(tài)選擇適合的計算方法，能夠得到較為準確的結果。

參考文獻

[1]廖小平，朱本珍.路塹邊坡工程理論與實踐[M].中國鐵道出版社. 2011.

[2]鄭穎人，陳祖煜，王恭先，等.邊坡與滑坡工程治理[M] . 北京：人民交通出版社. 2007.