邊坡失穩(wěn)的影響因素及破壞模式綜述

王 海 江

(紹興市柯橋區(qū)交通工程質(zhì)量安全監(jiān)督站，浙江 紹興 312030)

0 引言

近年來，隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的進一步推進，大量道路工程正在建設(shè)或已經(jīng)建設(shè)完成。在道路工程建設(shè)過程中，一般都是根據(jù)地形特征選線修路，因此會出現(xiàn)大量的邊坡工程。這些邊坡在荷載及環(huán)境因素(尤其是降雨和溫度)的共同影響下，會產(chǎn)生大量邊坡變形破壞，從而影響道路正常運行。因此，道路邊坡失穩(wěn)的影響因素及破壞模式的研究對實際道路工程有著非常重要的意義[1]。

1 邊坡失穩(wěn)破壞機理分析

邊坡失穩(wěn)過程就是邊坡巖土體變形、破壞及運動的過程。發(fā)生邊坡失穩(wěn)破壞是需要兩個前提條件的：1)坡體內(nèi)部破壞運動能夠形成貫穿滑動面；2)坡體下滑力大于抗滑力。邊坡在未開挖前，由于多年地質(zhì)作用，處于自平衡狀態(tài)，開挖過程使得部分巖土體應(yīng)力釋放，產(chǎn)生應(yīng)力重分布、應(yīng)力松弛、部分巖土體強度降低等問題，一旦巖土體產(chǎn)生的應(yīng)力變形過大，超過允許范圍時，就會發(fā)生邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象。

2 道路邊坡失穩(wěn)破壞的影響因素

根據(jù)邊坡理論發(fā)展及多年工程實踐經(jīng)驗，邊坡失穩(wěn)破壞的影響因素一般可以分為兩大類：內(nèi)部因素和外部因素。其中，內(nèi)部因素主要包括巖性與地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌兩個方面；外部因素主要包括工程施工、水文及降雨情況、地震作用。

1)巖性及地質(zhì)構(gòu)造。

巖性及地質(zhì)構(gòu)造是邊坡穩(wěn)定性中的重要影響因素。地質(zhì)構(gòu)造主要包括斷層節(jié)理、褶皺、構(gòu)造運動等，這是巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的前提性因素，起著決定性作用。巖性即為邊坡巖體的力學(xué)屬性，主要包括組成、強度、結(jié)構(gòu)、容重、抗風(fēng)化能力、是否存在大量泥質(zhì)夾雜等。如果邊坡巖層強度高、致密、抗風(fēng)化能力強，則不易發(fā)生滑坡破壞，諸如花崗巖等邊坡。而如泥巖、頁巖類的邊坡，穩(wěn)定性問題則非常突出。

2)地形地貌。

地形地貌是指地質(zhì)意義上的地形地貌，這對邊坡穩(wěn)定性影響很大。一般來說，坡度越大、坡高越高，如深切峽谷及陡峭的邊坡，發(fā)生邊坡失穩(wěn)的概率就比較高。喬建平等[2]通過分析三峽庫區(qū)地形地貌與滑坡的特征，可以定量地得到兩者的相關(guān)性。李秀珍等[3]將汶川滑坡與地形地貌關(guān)聯(lián)起來，通過統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)30°～40°坡容易產(chǎn)生滑坡災(zāi)害。

3)工程施工。

人類活動對自然界的影響越來越大，其中，工程活動對于邊坡巖土體來說是非常重要的荷載作用。其中如坡腳破壞、工程爆破、邊坡表面植被破壞、邊坡上引水灌溉、坡上荷載施加等，都會進一步加劇發(fā)生滑坡類地質(zhì)災(zāi)害[4]。在施工過程中，要注意上述內(nèi)容，減少引發(fā)邊坡失穩(wěn)的因素。

4)水文及降雨情況。

由于降雨過程具有連續(xù)性，雨水轉(zhuǎn)為地下水，從而產(chǎn)生水與斜坡巖土體之間的力學(xué)作用，這類作用較為復(fù)雜，屬于典型的水—力耦合作用過程，這是人們公認(rèn)的滑坡災(zāi)害的主要外在激發(fā)因素。其原因有如下兩個方面：a.一般情況下地面以下未暴露的新鮮巖體的透水性不好，而即使暴露出來，隨著外界環(huán)境及外荷載的共同作用，致使已有節(jié)理、裂隙有不同程度的擴張，但往往無法形成具有儲水功能的邊坡穩(wěn)定的危險源，而水巖化學(xué)作用對邊坡巖體產(chǎn)生弱化作用則是主要原因。b.降雨補給了地下水，地下水的滲流對邊坡巖土產(chǎn)生水壓力作用，同時由于水周邊巖土體抗剪強度下降，這種水壓力作用影響更大。

5)地震。

地震作為地殼能量釋放方式之一，具有較大的破壞作用。由地震誘發(fā)的邊坡失穩(wěn)，其發(fā)育及分布主要受到地殼內(nèi)部動力特征來控制的，即震源機制(如震源，震中距等)決定著滑坡特征，同時邊坡的坡度、坡高等邊坡特征也對滑坡特征有著重要的影響作用。

3 邊坡失穩(wěn)的破壞模式

1)巖質(zhì)邊坡破壞模式。

公認(rèn)的主要包括以下三種失穩(wěn)形式：

a.平面滑動破壞：由于自重作用產(chǎn)生的下滑力大于巖層間的抗滑力而產(chǎn)生的順巖層滑動的滑坡失穩(wěn)問題。

b.圓弧滑動破壞：力學(xué)機理同上，導(dǎo)致滑坡沿著圓弧剪切面下滑。

c.楔體滑動破壞：滑動過程中有多條結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生滑移，形成楔形體滑坡失穩(wěn)。

2)土質(zhì)邊坡破壞模式。

土質(zhì)邊坡失穩(wěn)時，一般規(guī)模相對較小，其破壞模式可以分為四類：坡面破壞、崩塌破壞、滑動破壞和滑塌破壞。

3)巖土質(zhì)混合邊坡破壞模式。

由于存在巖和土兩種介質(zhì)，其物理力學(xué)屬性有較大區(qū)別，因此巖土混合類邊坡屬于較為復(fù)雜的一類邊坡，其失穩(wěn)破壞的模式較多，常見的有三種基本類型：巖土體整體滑動失穩(wěn)，土層沿巖石接觸面的失穩(wěn)，巖體內(nèi)結(jié)構(gòu)面失穩(wěn)。