多級(jí)高陡邊坡開挖過程數(shù)值模擬及穩(wěn)定性研究

黃俊輝，劉新榮，許 彬，張京亮，梁 峰

(1.重慶大學(xué) 土木工程學(xué)院，重慶 400045；2.庫區(qū)環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害防治國家地方聯(lián)合工程研究中心(重慶)，重慶 400045;3. 中國水利水電第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041)

0 引言

近年來，隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)力度快速推進(jìn)，在工程實(shí)踐中面臨的高陡邊坡開挖施工問題日益增多[1-3]。一般地，根據(jù)擬定的各級(jí)坡坡比，采用多級(jí)開挖方式(逐級(jí)放坡)進(jìn)行高陡邊坡開挖施工，且高陡邊坡穩(wěn)定性通常受其地層參數(shù)、坡高、坡角、坡比及開挖級(jí)數(shù)等因素影響[4-6]。探究多種影響因素下多級(jí)高陡邊坡工程穩(wěn)定性及防控策略具有重要理論和現(xiàn)實(shí)意義。

目前，國內(nèi)外有關(guān)邊坡(施工過程)穩(wěn)定性分析的研究文獻(xiàn)較多[1-16]。Donald等[7]較為系統(tǒng)地闡述了通過上限法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析的基本原理和方法。鄭穎人等[8]提出了適用于土坡和巖坡穩(wěn)定性分析的有限元強(qiáng)度折減法。李亮等[9]采用變尺度搜索法及和聲搜索算法，確定了多級(jí)邊坡最小安全系數(shù)和臨界滑動(dòng)面。蘇杭等[10]通過大型模型試驗(yàn)對(duì)多級(jí)邊坡施工過程進(jìn)行了模擬，并提出了影響區(qū)重疊效應(yīng)概念。葉帥華等[11]應(yīng)用有限元數(shù)值方法進(jìn)行了降雨入滲條件下多級(jí)黃土高邊坡穩(wěn)定性分析。Cheng[12]提出了確定邊坡臨界破壞面位置的理論方法，并通過邊坡穩(wěn)定性算例驗(yàn)證了其可靠性。文暢平[13]根據(jù)正交分析法，提出了地震條件下多級(jí)邊坡水平屈服加速度系數(shù)影響因素的敏感性順序。龍建輝等[14]基于極限平衡法，探究了降雨作用下含軟弱夾層順層巖質(zhì)邊坡的多級(jí)滑動(dòng)模式和成因機(jī)理。由此不難看出，大多學(xué)者均通過理論分析、模型試驗(yàn)或數(shù)值模擬等方法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析，但有關(guān)依托實(shí)際高陡邊坡工程較為系統(tǒng)地探究多級(jí)開挖施工過程中邊坡穩(wěn)定性發(fā)展規(guī)律及其影響因素的文獻(xiàn)鮮有報(bào)道。

鑒于此，本研究以貴州凱里某高速公路高陡邊坡工程為研究背景，應(yīng)用UDEC離散元法模擬原型高陡邊坡多級(jí)開挖全過程，探討其應(yīng)力場和位移場演化過程，并將變形模擬結(jié)果與現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。進(jìn)一步探討不同坡高、坡角及開挖級(jí)數(shù)下高陡邊坡應(yīng)力場和位移場的變化特征，同時(shí)分析典型位置的變形發(fā)展規(guī)律，并通過強(qiáng)度折減法求解各影響因素下高陡邊坡的穩(wěn)定性安全系數(shù)?；诖?，提出多級(jí)高陡邊坡開挖變形災(zāi)害防控建議。

1 工程背景

1.1 工程地質(zhì)條件

所選高陡邊坡工程施工場區(qū)地處云貴高原向中部丘陵過渡段的苗嶺山麓(總體地勢為西、北高，東、南低)，屬溶蝕-侵蝕型中低山地形地貌，而高速公路路段位于斜坡體上(橫向自然坡度為30°～60°)，且路段以挖方路基形式通過該斜坡坡體(線路基線通過段地面高程為867.8～903.0 m)。特別地，斜坡體覆蓋層為殘坡積層(Qel+dl)黏土(分布廣泛)，下伏基巖為二疊系下統(tǒng)棲霞組(P1q)灰?guī)r(強(qiáng)風(fēng)化)，二疊系下統(tǒng)梁山組(P1l)炭質(zhì)泥巖(中風(fēng)化)，泥盆系上統(tǒng)堯梭組(D3y)白云巖(中-微風(fēng)化)(見圖1)。此外，場區(qū)年平均降雨量為1 249.3 mm，年最大降雨量為1 458.5 mm，日最大連續(xù)降雨量為184.0 mm。場區(qū)屬長江流域沅江水系，其地表水系不發(fā)育(未見地表水徑流，而斜坡體地表礦渣溶濾水具強(qiáng)腐蝕性)，地下水類型為第4系松散孔隙水、基巖裂隙水及巖溶裂隙水(依靠大氣降水補(bǔ)給，且大部分以坡面流形式向地勢低洼段排泄)。場區(qū)地震動(dòng)反應(yīng)頻譜特征周期為0.35 s，且地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，其對(duì)應(yīng)地震基本烈度為Ⅵ度。

圖1 高陡邊坡工程地質(zhì)橫斷面(單位：m)

1.2 高陡邊坡工程概況

該高陡邊坡全長約250 m，最大坡高約60 m，且高速公路路基中心位置最大挖深約30 m，根據(jù)設(shè)計(jì)提供的初擬坡比(0.83∶1，1∶1，1∶0.75)進(jìn)行分級(jí)放坡(開挖級(jí)數(shù)為6級(jí)，見圖2)。特別地，斜坡體無滑坡、崩塌等環(huán)境地質(zhì)問題存在，即斜坡體自然狀態(tài)下穩(wěn)定，而邊坡開挖時(shí)臨空易發(fā)生楔形坍塌、掉塊及碎落，故施工時(shí)自上至下逐級(jí)開挖、防護(hù)及加固(圖2)。

圖2 高陡邊坡施工現(xiàn)場

2 離散元數(shù)值模擬及現(xiàn)場監(jiān)測

2.1 數(shù)值模擬方案

2.1.1 計(jì)算工況

基于工程背景，首先設(shè)計(jì)與原型多級(jí)高陡邊坡開挖施工相對(duì)應(yīng)的數(shù)值計(jì)算工況1，進(jìn)一步設(shè)計(jì)多種影響因素(高陡邊坡坡高、坡角及開挖級(jí)數(shù))下的數(shù)值計(jì)算工況2～8，以深入探究高陡邊坡在多級(jí)開挖過程中應(yīng)力場和位移場的演化過程(變化特征)及穩(wěn)定性安全系數(shù)變化規(guī)律，具體數(shù)值計(jì)算工況如表1所示。

表1 數(shù)值計(jì)算工況

2.1.2 計(jì)算參數(shù)

充分結(jié)合工程背景和相關(guān)地勘資料，并參考有關(guān)工程規(guī)范，最終確定了數(shù)值計(jì)算參數(shù)，如表2所示。

表2 數(shù)值計(jì)算參數(shù)

2.1.3 計(jì)算模型

借助大型巖土通用數(shù)值模擬軟件UDEC 7.0建立表1中各工況下的二維離散元數(shù)值計(jì)算模型。以工況1為例(與實(shí)際工程相一致)，其數(shù)值計(jì)算模型如圖3所示。

圖3 數(shù)值計(jì)算模型(單位：m)

基于工程背景，數(shù)值計(jì)算模型幾何尺寸根據(jù)圣維南原理確定，以保證其計(jì)算結(jié)果的可靠性。模型邊界條件為左、右邊界約束水平位移，下部邊界約束豎向位移，坡頂和坡面為自由邊界。巖塊本構(gòu)采用摩爾-庫侖準(zhǔn)則計(jì)算，結(jié)構(gòu)面本構(gòu)則采用接觸庫倫滑移準(zhǔn)則計(jì)算。為滿足計(jì)算精度與速度，將網(wǎng)格單元尺寸設(shè)置為2 m，共劃分9 772個(gè)可變形單元，且允許表面和內(nèi)部所有單元體產(chǎn)生大規(guī)模變形。

2.1.4 計(jì)算步序

根據(jù)實(shí)際工程施工流程和數(shù)值模擬特征，各工況下的數(shù)值計(jì)算步序均可描述為：(1)初始地應(yīng)力場平衡；(2)位移場清零作為初始狀態(tài)；(3)刪除第1級(jí)開挖坡體；(4)計(jì)算至平衡狀態(tài)(提取后續(xù)分析所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)和場)；(5)重復(fù)數(shù)值計(jì)算步序(3)和(4)，依次完成剩余坡體開挖。

2.2 數(shù)值模擬結(jié)果及現(xiàn)場監(jiān)測分析

2.2.1 高陡邊坡應(yīng)力場及位移場分析

原型多級(jí)高陡高邊坡開挖過程中應(yīng)力場和位移場演化過程如圖4所示(工況1)。

圖4 邊坡應(yīng)力場和位移場演化過程

由圖4(a)可知，各開挖次數(shù)下高陡邊坡坡體最大主應(yīng)力隨深度變化較明顯，其均表現(xiàn)出自坡面(頂)向底部逐漸增大的變化趨勢，且應(yīng)力帶狀區(qū)邊界基本位于各地層線附近，而應(yīng)力帶狀區(qū)范圍則呈不斷縮小的發(fā)展趨勢。隨開挖次數(shù)逐漸增多(放坡級(jí)數(shù)由1級(jí)增至6級(jí))，上覆巖土層厚度(自重)逐漸減小，致使坡體最大主應(yīng)力極值(均位于坡體底部)隨之逐漸降低，依次為0.442，0.439，0.432，0.402，0.376，0.356 MPa。此外，各級(jí)開挖結(jié)束后，坡體最終開挖面的最大主應(yīng)力以較小增幅逐漸變化，且總體上最終開挖面應(yīng)力值均較小。由圖4(b)可知，第1次開挖結(jié)束后，高陡邊坡坡體位移增長集中分布于坡腳附近且分布范圍極小(主要因巖體開挖卸載引起)；第2～3次開挖結(jié)束后，坡體位移均自坡腳向底部近似呈U形逐漸擴(kuò)展(位移帶狀區(qū)分布層次極為顯著)，且放坡級(jí)數(shù)越多位移帶狀區(qū)分布范圍越大，表明每次開挖后坡腳位置受應(yīng)力重分布影響較大。第4～6次開挖結(jié)束后，坡體位移帶狀區(qū)分布范圍繼續(xù)擴(kuò)增，且臨近坡體最終開挖面中下部附近巖體變形量驟增。隨開挖次數(shù)逐漸增多，坡體最大位移(均位于最終開挖面中下部)依次為8.1，9.62，24.89，19.60，23.07，25.18 mm。

2.2.2 模擬與監(jiān)測結(jié)果對(duì)比分析

基于工程背景，針對(duì)原型多級(jí)高陡邊坡開挖全過程，通過在坡肩(M1)和坡頂(M2)布設(shè)一定數(shù)量的變形監(jiān)測點(diǎn)(監(jiān)測點(diǎn)布置平面俯視圖見圖5(a)，坡肩和坡頂位置沿邊坡長度方向各布設(shè)5個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，且同一排各監(jiān)測點(diǎn)水平間距均為1 m，而坡頂一排監(jiān)測點(diǎn)距坡肩一排監(jiān)測點(diǎn)間距為11 m)，并設(shè)置可靠基準(zhǔn)點(diǎn)系統(tǒng)，以自動(dòng)監(jiān)測為主(邊坡監(jiān)測云平臺(tái))、人工監(jiān)測(全站儀測量)為輔，獲取整個(gè)逐級(jí)放坡過程中監(jiān)測點(diǎn)位置坡體水平和豎向位移?；诖?，選取現(xiàn)場有效監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)(取均值)，將其與對(duì)應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比(見圖5(b)～(e))。

圖5 監(jiān)測點(diǎn)布置及數(shù)值模擬與現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果對(duì)比

由圖5(b)～(e)可知，總體而言，對(duì)于數(shù)值模擬與現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果，監(jiān)測點(diǎn)M1和M2的水平位移均隨開挖次數(shù)逐漸增多而呈先增大(緩-急-緩)后降低的變化趨勢，而其豎向位移則近似呈M形變化趨勢，且監(jiān)測點(diǎn)M1的水平和豎向位移均較M2的大。監(jiān)測點(diǎn)M1的數(shù)值模擬水平和豎向位移最大值分別為5.28 mm和8.22 mm，而其現(xiàn)場監(jiān)測的水平和豎向位移最大值分別為5.55 mm和7.54 mm，且二者的水平和豎向位移最大差值分別為0.98 mm和1.59 mm。監(jiān)測點(diǎn)M2的數(shù)值模擬水平和豎向位移最大值分別為2.38 mm和2.52 mm，而其現(xiàn)場監(jiān)測的水平和豎向位移最大值分別為2.47 mm和2.32 mm，且二者的水平和豎向位移最大差值分別為0.56 mm和0.53 mm。由此可以看出，數(shù)值模擬與現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果吻合較好，且各監(jiān)測點(diǎn)位置坡體變形均未超過工程施工設(shè)計(jì)允許值[17]，一方面表明數(shù)值計(jì)算模型建立、步序設(shè)置、參數(shù)選取及基于此開展的多級(jí)高陡邊坡開挖穩(wěn)定性影響因素分析合理可靠，另一方面表明該多級(jí)高陡邊坡工程的開挖坡面、放坡率及開挖級(jí)數(shù)等設(shè)計(jì)合理可靠，可為類似工程提供理論依據(jù)和參考價(jià)值。

3 高陡邊坡開挖穩(wěn)定性影響因素分析

3.1 高陡邊坡坡高的影響

不同坡高下多級(jí)高陡邊坡開挖結(jié)束后應(yīng)力場和位移場變化特征如圖6所示(工況2，3，4)。

圖6 不同坡高下邊坡應(yīng)力場和位移場變化特征

由圖6可知，高陡邊坡坡體最大主應(yīng)力在不同坡高下均呈現(xiàn)出自坡面(頂)向底部以帶狀層分布形式逐漸增大的發(fā)展趨勢，且坡體最大主應(yīng)力極值(均位于坡體底部)隨坡高不斷增大而逐漸減小(0.417 MPa→0.378 MPa→0.352 MPa)。同時(shí)，高陡邊坡坡體位移帶狀區(qū)在不同坡高下均呈現(xiàn)出自最終開挖面中下部向兩側(cè)不斷擴(kuò)展(位移值持續(xù)遞減)的趨勢，且坡體最大位移(均位于最終開挖面中下部)隨坡高不斷增大而逐漸變大(22.11 mm→23.90 mm→25.48 mm)。對(duì)于坡肩變形(監(jiān)測點(diǎn)M1總位移，下同)而言，相同坡高下，其變形量隨開挖次數(shù)不斷增多呈現(xiàn)出明顯的前期陡增(第1～2次開挖)、中期緩增(第2～3次開挖)及后期緩降(第3～5次開挖)的階段性發(fā)展特征，即初始開挖后地應(yīng)力釋放造成位移迅速改變，隨后應(yīng)力重分布逐漸達(dá)到平衡穩(wěn)定狀態(tài)，致使位移變化趨于緩慢。對(duì)于坡頂變形(監(jiān)測點(diǎn)M2總位移，下同)而言，其變形主要由自坡體開挖以來重力場累積作用所致(變形量與開挖次數(shù)的關(guān)系曲線近似呈S形的變化趨勢)，且其表現(xiàn)出顯著的前期陡增(第1～2次開挖)、中期緩增(第2～3次開挖)及后期緩降-陡增(第3～5次開挖)的階段性發(fā)展特征，而后期位移小幅降低則由于部分巖體卸荷回彈量增大所致。此外，相同開挖次數(shù)下坡肩和坡頂變形均隨坡高不斷增大而逐漸變大，且總體上坡肩變形較坡頂變形大。

3.2 高陡邊坡坡角的影響

不同坡角下多級(jí)高陡邊坡開挖結(jié)束后應(yīng)力場和位移場變化特征如圖7所示(工況2，5，6)。

由圖7可知，與不同坡高類似，不同坡角下高陡邊坡坡體最大主應(yīng)力均自坡面(頂)向底部逐漸增大，且坡體最大主應(yīng)力極值(均位于坡體底部)隨坡角不斷增大而逐漸減小(0.378 MPa→0.358 MPa→0.350 MPa)。同時(shí)，不同坡角下高陡邊坡坡體位移均自最終開挖面中下部向兩側(cè)不斷遞減，且因坡角不斷增大(臨空面出露明顯)，致使坡腳處應(yīng)力越集中，而坡體最大位移(均位于最終開挖面中下部)亦隨之逐漸變大(23.90 mm→27.33 mm→27.40 mm)。與相同坡高類似，對(duì)于坡肩變形而言，相同坡角下其變形量與開挖次數(shù)的關(guān)系曲線同樣可劃分為前期陡增(第1～2次開挖)、中期緩增(第2～3次開挖)及后期緩降(第3～5次開挖)3個(gè)發(fā)展階段。對(duì)于坡頂變形而言，其變形量與開挖次數(shù)的關(guān)系曲線近則可劃分為前期陡增(第1～2次開挖)、中期緩增(第2～3次開挖)及后期陡降-緩增(第3～5次開挖)3個(gè)發(fā)展階段。此外，總體上坡肩變形較坡頂變形大，且坡肩和坡頂變形在相同開挖次數(shù)下均隨坡角不斷增大而逐漸變大。

圖7 不同坡角下邊坡應(yīng)力場和位移場變化特征

3.3 高陡邊坡開挖級(jí)數(shù)的影響

不同開挖級(jí)數(shù)下多級(jí)高陡邊坡開挖結(jié)束后應(yīng)力場和位移場變化特征如圖8所示(工況2，7，8)。

圖8 不同開挖級(jí)數(shù)下邊坡應(yīng)力場和位移場變化特征

由圖8可知，與前述不同坡高或坡角類似，高陡邊坡坡體在不同開挖級(jí)數(shù)下的最大主應(yīng)力均自坡面(頂)向底部逐漸增大，且坡體最大主應(yīng)力極值(仍位于坡體底部)隨開挖級(jí)數(shù)不斷增多而逐漸以極其微小的幅度逐漸減小。各級(jí)放坡結(jié)束后應(yīng)力值基本保持相同(0.379 MPa→0.378 MPa→0.377 MPa)，表明不同開挖級(jí)數(shù)對(duì)坡體最大主應(yīng)力變化影響較小，實(shí)質(zhì)上不同開挖級(jí)數(shù)反映了單級(jí)開挖高度變化，故可不著重考慮單級(jí)開挖高度對(duì)坡體應(yīng)力的影響。同時(shí)，高陡邊坡坡體位移仍自最終開挖面中下部(最大位移仍位于此范圍內(nèi))向兩側(cè)逐漸擴(kuò)展，且坡體最大位移隨開挖級(jí)數(shù)不斷增多而逐漸減小(24.58 mm→23.90 mm→22.88 mm)。相同開挖級(jí)數(shù)下，對(duì)于坡肩變形而言，其變形量隨開挖次數(shù)逐漸增多整體上呈現(xiàn)出先陡增(第1～3次開挖)后緩降(第3次開挖至最終放坡完成)的階段性發(fā)展規(guī)律。對(duì)于坡頂變形而言，其變形量則隨開挖次數(shù)逐漸增多整體上表現(xiàn)出前期陡增(第1～2次開挖)、中期緩增(第2～3次開挖)、后期緩降-陡增(第3次開挖至最終放坡完成，且開挖級(jí)數(shù)較多情況下出現(xiàn)陡增現(xiàn)象)的階段性發(fā)展特征。此外，坡肩和坡頂變形在相同開挖次數(shù)下均隨開挖級(jí)數(shù)不斷增大而逐漸變大，且總體上坡肩變形較坡頂變形大。

3.4 高陡邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)分析

通過強(qiáng)度折減法[8, 18]計(jì)算獲得的不同坡高、坡角及開挖級(jí)數(shù)下多級(jí)高陡邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)變化規(guī)律，如圖9所示。

圖9 邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)變化規(guī)律

由圖9可知，相同開挖次數(shù)下，高陡邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)隨坡高或坡角不斷增大而逐漸降低(降幅較接近)，且其穩(wěn)定性安全系數(shù)則隨開挖級(jí)數(shù)不斷增多而逐漸增大(增幅較接近)。相同坡高、坡角或開挖級(jí)數(shù)下，總體上高陡邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)隨開挖次數(shù)逐漸增多而呈現(xiàn)先增大(1級(jí)放坡至2級(jí)放坡)后減小(2級(jí)放坡至最終放坡完成)的變化規(guī)律。此外，高陡邊坡坡體剪切應(yīng)變?cè)隽吭谄履_附近變化極為顯著，且隨坡高或坡角不斷增大(或開挖級(jí)數(shù)不斷減少)，其分布范圍自坡角位置向兩側(cè)逐漸擴(kuò)增，尤其是呈現(xiàn)向最終開挖面中部擴(kuò)展的變化趨勢。特別地，第1次開挖結(jié)束后，由于坡體覆蓋層為黏土(物理力學(xué)性質(zhì)較下伏基巖弱很多)，致使其穩(wěn)定性安全系數(shù)相對(duì)較小，但仍滿足開挖施工要求。第2次開挖結(jié)束后，由于整體上坡體被削減的巖土體體積量大幅度增加，該過程表現(xiàn)出了較強(qiáng)的卸荷效應(yīng)，致使其穩(wěn)定性安全系數(shù)較第1次開挖結(jié)束后有所增長。第3次開挖直至最終放坡完成后，由于坡體臨空面逐漸變大，且坡角附近穩(wěn)定性不斷減弱，致使其穩(wěn)定性安全系數(shù)逐漸減小，但最終均仍滿足施工要求。

4 高陡邊坡變形災(zāi)害防控建議

基于上述數(shù)值模擬結(jié)果，充分考慮多級(jí)高陡邊坡施工設(shè)計(jì)和現(xiàn)場實(shí)際情況，提出以下幾點(diǎn)多級(jí)高陡邊坡變形災(zāi)害防控建議：

(1)多級(jí)高陡邊坡工程應(yīng)嚴(yán)格按相關(guān)規(guī)范采用動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)和信息化施工，且放坡坡率、開挖坡面及坡體是否防護(hù)與加固均由設(shè)計(jì)計(jì)算確定。建議按緩坡比放坡，并設(shè)計(jì)完善的防排水措施。

(2)多級(jí)高陡邊坡工程應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，自上至下逐級(jí)開挖、防護(hù)及加固，并嚴(yán)格控制爆破藥量，嚴(yán)禁大規(guī)模爆破震動(dòng)破壞巖體完整性(加劇邊坡失穩(wěn))。

(3)多級(jí)高陡邊坡工程應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求做好防排水系統(tǒng)，防止施工過程中地表水漫流，且邊坡開挖棄渣應(yīng)合理堆放，以避免誘發(fā)次生災(zāi)害，從而造成一系列施工安全事故。

(4)場區(qū)地質(zhì)條件較為復(fù)雜，應(yīng)做好施工及運(yùn)營期地表變形監(jiān)測(動(dòng)態(tài)信息化監(jiān)測)，以完善設(shè)計(jì)和指導(dǎo)施工。斜坡體地表礦渣溶濾水具強(qiáng)腐蝕性，建議路基結(jié)構(gòu)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防腐設(shè)計(jì)。施工過程中若發(fā)現(xiàn)新(潛在)的不良地質(zhì)問題，應(yīng)及時(shí)向上級(jí)有關(guān)部門反映，并共同協(xié)商解決。

5 結(jié)論

(1)坡體最大主應(yīng)力自坡面(頂)以層狀分布形式向底部遞增，且最大主應(yīng)力極值隨坡高、坡角及開挖級(jí)數(shù)增加而分別減小、增大及基本保持不變。坡體位移自最終開挖面中下部以層狀分布形式向兩側(cè)遞減，且最大位移隨坡高、坡角及開挖級(jí)數(shù)增加而分別減小、增大及減小。

(2)相同開挖次數(shù)下，坡肩(頂)變形量隨坡高、坡角及開挖級(jí)數(shù)增加而分別增大、增大及減小。相同坡高、坡角或開挖級(jí)數(shù)下，坡肩位移-開挖次數(shù)曲線可大致劃分為前期陡增、中期緩增及后期緩降3個(gè)發(fā)展變化階段，而坡頂位移-開挖次數(shù)曲線則可大致劃分前期陡增、中期緩增及后期緩降-陡增(相同坡高或開挖級(jí)數(shù)時(shí))或陡降-緩增(相同坡角時(shí))3個(gè)發(fā)展變化階段。

(3)相同開挖次數(shù)下，邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)隨坡高、坡角及開挖級(jí)數(shù)增加而分別降低、降低及增大。相同坡高、坡角或開挖級(jí)數(shù)下，邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)隨開挖次數(shù)增多而先增大(第1～2次開挖)后降低(第2次開挖至最終放坡完成)。

(4)建議多級(jí)高陡邊坡工程采用動(dòng)態(tài)信息化設(shè)計(jì)、施工及監(jiān)測，并嚴(yán)格按相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)完善的防排水系統(tǒng)，做好結(jié)構(gòu)防腐工作，控制施工爆破藥量，自上至下逐級(jí)開挖、防護(hù)及加固。