高速公路邊坡穩(wěn)定性分析方法的研究

陳亮

（河南有色巖土工程公司 河南鄭州 450000）

高速公路邊坡穩(wěn)定性分析方法的研究

陳亮

（河南有色巖土工程公司 河南鄭州 450000）

為了對高速公路邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行深入的分析和研究，本文基于我國高速公路邊坡的基本資料，將高速公路的邊坡分成了不同的類型，然后在此基礎(chǔ)上針對不同類型的高速公路邊坡我們要采取不同的計(jì)算分析和加固措施，本文以四川地區(qū)的H高速公路為例，就不類型的高速公路邊坡進(jìn)行了分析，提出了具體的分析方法。

高速公路；邊坡穩(wěn)定性；分析方法

對于高速公路的邊坡施工來說，如果其上部的土體遭遇了較大的降雨，那么地表水可以通過大量的縫隙滲透到巖體內(nèi)部，在這種情況下，高速公路的邊坡會進(jìn)入一種飽水狀態(tài)，在飽水狀態(tài)下邊坡土體的重量會明顯加大，這樣就使得土體的抗剪強(qiáng)度大大降低，導(dǎo)致其穩(wěn)定性下降[1]。再加上雨水的作用，會使得高速公路邊坡進(jìn)一步失去穩(wěn)定，最終為整個土體的安全與穩(wěn)定帶來十分嚴(yán)重的威脅。

1 H高速公路巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性分析

H高速公路的部分邊坡屬于巖質(zhì)類型，對于巖質(zhì)類型的高速公路邊坡，我們要按照其實(shí)際的規(guī)律和具體的性質(zhì)進(jìn)行穩(wěn)定性的分析。

1.1 H高速公路巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性分析的計(jì)算方法

通常情況下，高速公路巖質(zhì)邊坡的頂部很容易發(fā)生裂縫和變形等問題，而且該種巖質(zhì)類型邊坡的土體主要是破碎的石頭和土塊[2]。按照其不同部位的土體組成來看，其上部的土體主要由破碎的石頭和土塊組成，其中部和下部的土體主要由風(fēng)華比較巖質(zhì)的巖體組成[3]。在這種情況下，雖然高速公路邊坡基本上還處于相對比較穩(wěn)定的狀態(tài)，但是一旦遭遇降雨，很容易出現(xiàn)邊坡局部的位移和滑坡，甚至?xí)?dǎo)致塌陷。因此我們要嚴(yán)格按照《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定對高速公路邊坡潛在的滑面為圓弧滑動計(jì)算模型采用Bishop法來評價。在計(jì)算的過程中，我們主要是對高速公路的邊坡進(jìn)行選擇，選取具有代表性的剖面利用Bishop法進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，然后在此基礎(chǔ)上利用相關(guān)的計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行實(shí)際的穩(wěn)定性計(jì)算，最后采用圓弧滑動法自動搜索危險滑移面和圓心檢驗(yàn)確定。

1.2 H高速公路巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性分析的工況計(jì)算

在對高速公路邊坡的穩(wěn)定性分析進(jìn)行工況計(jì)算的實(shí)際過程中，我們一定要特別注意計(jì)算該地區(qū)的地震基本烈度，因?yàn)榈卣鸹玖叶葘吰碌姆€(wěn)定性具有直接的影響，然而H高速公路所在地區(qū)的地震基本烈度在Ⅵ度以下，因此我們可以不考慮地震因素，只需要對正常工況和非正常工況進(jìn)行計(jì)算即可。具體來說，正常工況是指高速公路處于天然狀態(tài)的工況；非正常工況是指高速公路處于降雨?duì)顟B(tài)下的工況。

1.3 H高速公路巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性分析的計(jì)算結(jié)果

H高速公路巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性最不利的計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1 H高速公路巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

2 H高速公路土體邊坡的穩(wěn)定性分析

H高速公路的邊坡除了巖質(zhì)類型以外，還有一部分邊坡是土體類型，我們要按照土體的相關(guān)性質(zhì)和要求加強(qiáng)H高速公路土體邊坡的穩(wěn)定性分析。

2.1 H高速公路土體邊坡的穩(wěn)定性分析的計(jì)算方法

對于H高速公路土體邊坡的施工而言，邊坡頂部變形土體的后緣邊界為裂縫，在這種情況下，如果不能及時采取積極的措施，那么很容易導(dǎo)致H高速公路土體邊坡的內(nèi)部淺層呈圓弧形牽引式滑移。具體來講，我們要嚴(yán)格按照《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)要求，加強(qiáng)對潛在的滑面為圓弧滑動進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。具體來講，我們要把高速公路的坡面土體和風(fēng)化比較嚴(yán)重的巖體接觸的地方當(dāng)做前緣潛在剪出口邊界，然后在此基礎(chǔ)上利用圓弧滑動法對存在危險性的位移滑動的坡面以及圓心進(jìn)行自動搜索，最后可以對其后緣邊界進(jìn)行有效確定。

2.2 H高速公路土體邊坡的穩(wěn)定性分析的工況計(jì)算

在對高速公路土體邊坡的穩(wěn)定性分析進(jìn)行工況計(jì)算的實(shí)際過程中，我們也要特別注意計(jì)算該地區(qū)的地震基本烈度，因?yàn)榈卣鸹玖叶葘吰碌姆€(wěn)定性具有直接的影響，然而H高速公路所在地區(qū)的地震基本烈度在Ⅵ度以下，因此我們可以不考慮地震因素，只需要對正常工況和非正常工況進(jìn)行計(jì)算即可。具體來說，正常工況是指高速公路處于天然狀態(tài)的工況；非正常工況是指高速公路處于降雨?duì)顟B(tài)下的工況。

2.3 H高速公路土體邊坡的穩(wěn)定性分析的計(jì)算結(jié)果

H高速公路土體邊坡的穩(wěn)定性最不利的計(jì)算結(jié)果如表2所示。

表2 H高速公路土體邊坡的穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

2.4 H高速公路的邊坡頂部土體斜坡整體穩(wěn)定性分析

H高速公路的邊坡頂部土體斜坡整體穩(wěn)定性和土體邊坡的穩(wěn)定性存在著一定的區(qū)別，因此我們要對H高速公路的邊坡頂部土體斜坡整體穩(wěn)定性進(jìn)行進(jìn)一步的深入分析。具體來講，我們要根據(jù)調(diào)查和探井，對邊坡頂部整個斜坡土體目前的基本狀態(tài)進(jìn)行考察。在降雨條件下，H高速公路的邊坡頂部土體斜坡可能會沿著風(fēng)化比較嚴(yán)重的巖體頂面發(fā)生位移和滑動，為此我們要將H高速公路的邊坡頂部土體斜坡和風(fēng)化比較嚴(yán)重的巖體頂面的接觸部位當(dāng)做前緣剪出口邊界，最后采用不平衡傳遞系數(shù)法對對土體斜坡整體穩(wěn)定性進(jìn)行深入分析和研究。在對H高速公路的邊坡頂部土體斜坡整體穩(wěn)定性進(jìn)行工況計(jì)算的實(shí)際過程中，我們也要特別注意計(jì)算該地區(qū)的地震基本烈度，正常工況是指高速公路處于天然狀態(tài)的工況；非正常工況是指高速公路處于降雨?duì)顟B(tài)下的工況。H高速公路的邊坡頂部土體斜坡整體穩(wěn)定性計(jì)算的最終結(jié)果如表3所示。

表3 H高速公路的邊坡頂部土體斜坡整體穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

3 結(jié)語

綜上所述，如果速公路的邊坡上部的土體遭遇了較大的降雨，那么地表水可以通過大量的縫隙滲透到巖體內(nèi)部，高速公路的邊坡會進(jìn)入一種飽水狀態(tài)，在飽水狀態(tài)下邊坡土體的重量會明顯加大，這樣就使得土體的抗剪強(qiáng)度大大降低，導(dǎo)致其穩(wěn)定性下降。通過上述的分析和計(jì)算，我們可以得出H高速公路邊坡地質(zhì)條件復(fù)雜，巖體相對穩(wěn)定，但是土體穩(wěn)定性較差，在具體的施工過程中，很容易出現(xiàn)位移和滑動，從而使得H高速公路邊坡的穩(wěn)定性大大降低。另外，H高速公路邊坡的部分巖體風(fēng)化比較嚴(yán)重，因此在施工的具體過程中我們設(shè)置了抗滑樁，但是支擋的效果并不是很好，不能夠在根本上解決H高速公路邊坡的長期穩(wěn)定性。而且，在高速公路邊坡的實(shí)際治理過程中，我們要對從多個角度出發(fā)，對施工的科學(xué)性、合理性和經(jīng)濟(jì)性等因素進(jìn)行全面考慮，樹立正確的治理原則，采取正確的治理措施。具體來講，我們可以對坡面發(fā)生嚴(yán)重變形的土體進(jìn)行清除，然后在邊坡頂部設(shè)置抗滑樁板墻支擋，并搞好綠化工作，減少地表水的下滲，從而有效維護(hù)高速公路邊坡的穩(wěn)定性。

[1]成湘?zhèn)?，劉志堯，周蕾，劉慧林，劉敬?高速公路邊坡穩(wěn)定性分析及防護(hù)措施初探[J].地質(zhì)裝備，2009，01：37～40.

[2]李欣權(quán)，張海龍.基于多級模糊綜合評判法的高速公路邊坡穩(wěn)定性分析研究[J].科技信息，2009，12：607+604.

[3]馮磊，韓飛，梁棟.基于有限差分強(qiáng)度折減法的黃延高速公路邊坡穩(wěn)定性分析[J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，03：86～88.

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1004-7344（2016）01-0128-02

2015-12-20