边坡稳定状况影响因素研究

时间：2021-12-10 10:48:16 所属分类：建筑科学 浏览量:

通常情况下，梁场边坡被认为是一种承载体;梁场修建于该边坡土体上，因此边坡需要长时间承载梁的制作、堆放以及搬运过程中的荷载;梁场边坡具有相对一般边坡而言具有负荷的重量更大、沉降量更大，承载时间更长，对地基承载力要求更高等特点。故而，梁场边坡的沉降变形及

　　通常情况下，梁场边坡被认为是一种承载体;梁场修建于该边坡土体上，因此边坡需要长时间承载梁的制作、堆放以及搬运过程中的荷载;梁场边坡具有相对一般边坡而言具有负荷的重量更大、沉降量更大，承载时间更长，对地基承载力要求更高等特点。故而，梁场边坡的沉降变形及稳定状况就极为关键。除此之外，目前多数山区城镇化建设用地也均以削山填沟造地的方式实现;截止目前，相关研究在获得一定成果的同时也伴随着衍生出了许多不同的技术、理论以及现实问题。

　　其中，有关于影响填方边坡稳定状况的因素及变形最终破坏规律的研究便具有重要意义。相比较于自然边坡而言，填方边坡的稳定状况会受到施工工艺、土体性质、外界影响等多方面因素的影响，因此更为复杂。在众多因素中，填筑土体的性质将直接影响边坡的变形形式，因此对边坡的变形与稳定状况有很大影响;此外，原始地面会在边坡体中成为具有不同物理力学性质的原始土体与填土体之间的分界面，此处相对容易发生变形破坏。近年来，填方边坡滑坡灾害仍时有发生，宜昌三峡机场滑坡、九黄机场滑坡、攀枝花机场滑坡等均导致了重大财产损失或是较为恶劣的社会影响。经后期总结发现，之前边坡的研究对象主要是自然边坡或挖方边坡;而填方边坡则存在着“三面两体一水”的问题，使得填方边坡问题更为复杂。

　　边坡体的滑动还有极强的个性特点，其变形演便特征与边坡体所在的环境以及坡体地质构造关系紧密;因此，对于填方边坡的变形时空演变规律及稳定状况分析的相关研究便具有了重要的现实意义，而其中对于影响边坡稳定状况因素的研究更是重中之重。本文将结合学者们之前所做的相关研究以及实际工程概况，对边坡稳定状况的影响因素进行概括总结。

　　工程概况

　　G320竹子坡至大地的道路工程(贵阳市观潭大道道路工程)为新建城市快速路，拟设时速80km/h，双向8车道，采用两块板断面，控制红线的宽度大约有40m，路面则为沥青混凝土路面。项目起点位于观山湖区西南侧金华镇，接现状宾阳大道与规划太金线交叉点，道路整体由北向南布线，下穿贵阳市绕城高速(G6001)及规划湖林铁路支线，沿途依次经观山湖区、花溪区，路线的终点在麦坪乡的东南边，该道路的建成能够直接连通已经建成的湖磊路。

　　边坡稳定状况的影响因素

　　综合考虑到边坡失稳的各项特征，对边坡进行施工过程以及竣工后的综合实时原位监测是有效解决此类问题方法之一。该方法不仅能监测边坡在施工时以及竣工后的沉降、变形，还能预先警示边坡地面以下的水环境等因素的变化可能诱发的地质灾害。影响边坡稳定状况的众多因素可以分成两类，即为填料自身因素及外界因素。

　　叶帅华等依托陇南某路段边坡运用PLAXIS 3D软件，对无支护条件下黄土高填方边坡的变形进行了数值模拟分析。运用PLAXIS 3D进行边坡稳定状况计算过程中，土体的内摩擦角正切值和黏聚力c逐步较小，直到边坡发生失稳破坏，最终获得边坡安全系数以及最优滑动面位置。经研究发现：当土体内摩擦角固定，黏聚力c值逐渐增大时，安全系数并未随着呈线性增大趋势，而是呈增大速度逐渐减缓、最终趋于平缓的态势。其中，当黏聚力由0 k Pa加大到10k Pa时，安全系数增大约1倍;当黏聚力达到一定数值，足以起到对边坡的稳定作用时，再增加黏聚力则安全系数变化不大。而在黏聚力c一定的前提下，安全系数随着内摩擦角的增加而线性增大;内摩擦角比较小时，由于边坡层数多、高度较大、填土量大，安全系数改变量也大，二者呈线性增长;当内摩擦角超过20°后，边坡体趋于稳定，若内摩擦角再加大则对边坡稳定起的作用就比较有限，因此安全系数增长有所减缓，边坡的安全系数伴随着摩擦角的增大以近似于直线的趋势增长。此外，边坡台阶的高度和宽度、边坡的坡度以及卸载平台宽度均会对边坡稳定状况产生影响。在边坡台阶固定的前提下，边坡高度的增加使得坡脚变大，填土与原土体接触面变陡，因此仅能靠填土自身重力与黏聚力支撑，安全系数降低、稳定状况变差，安全系数随着台阶的高度增加呈线性减小。台阶高度固定时，宽度增加、原坡面的坡脚随之减小、坡度变缓，安全系数随台阶宽度呈抛物线形式变化;台阶较小时，虽然填土量比较小，但边坡坡度较陡，支撑力尚不足以承受其重量，所以此时略微增大台阶宽度能够明显提高安全系数、加强边坡的稳定状况;当台阶宽度达到一定数值时，填土量虽然比较大，但边坡坡度减缓，原坡面因此而能够提供比较高的支撑力，依靠着填土体自重以及边坡体与原始坡面的摩擦力便几乎可以维持坡体的平衡。而随着边坡坡度的增加，坡面渐渐变陡，安全系数逐渐减小;边坡倾斜度在20°～35°时，坡度改变对边坡的稳定影响较大;当坡度超过35°直至80°时，增大坡度安全系数仍呈减小趋势，但变化速率逐渐减小，最终趋于平缓。而安全系数伴随着卸荷平台宽度的增加呈抛物线趋势增长，当宽度达到3.5之后影响程度显着减小，最终趋于平缓。并最终总结出以下结论：黏聚力、内摩擦角、填土体与原坡面接触面、坡度、卸荷平台宽度均对边坡稳定状况存在显着影响;率先进行填筑的底部在施工时期竖向变形较大，但竣工后固结沉降量较小，而上部土体则刚好相反，因此施工完成之后应该对上部土体加强沉降变形监测;底部的土体在施工期间水平位移比较小，增长也比较缓慢，竣工后其他因素对其的影响也比较小，但上部土体在施工过程中及完工后水平位移突变均比较大，变形趋势也比较明显。

　　杨校辉等依托某高填方边坡，通过对该边坡滑移、变形过程的监测，研究总结了该类边坡失稳变形、破坏过程中的时间、空间上演变特点。主要研究了原有的地基处理是不是达到合格标准、填筑体的压实程度、地面以下的水位升降对边坡稳定状况的影响。结合现场情况，在正常施工时检测频率为3d/次，在施工关键阶段以及未施工时期则进行适当调整。经分析现场监测数据发现：三级边坡马道平面至填筑体底部的土体在马道平面处的位移最大、约为130.75mm，随着土体纵深的增加，位移呈现出“V”型减小;同时，因受填方过程中施工荷载的影响，填筑体在竖向与侧向均有位移发生。填筑体底部到测斜孔底部的原有地基土体的土层呈“)”变化，填筑体底部2m处的位移达到极大值，并随着时间的延长而连续增长，该空间范围内的土体已经产生了明显的蠕变滑动变形。作者研究众多对边坡稳定状况存在影响的因素进行了研究，并取得如下的结论：在高填方边坡蠕变滑动过程中，边坡体发生的位移以竖向、并伴随有水平方向的位移，是典型的“后推式”滑坡;在空间上，裂缝的形成与发展一般经历后缘拉裂、中部剪裂、前缘隆胀三个过程;时间上，变形则分为初始变形、匀速变形以及稳定收敛或是加速变形等三个阶段。而填筑体与原地基中的软弱夹层则率先在超孔隙水压力以及上覆土体的压力作用下形成滑动面;增加填筑体的压实程度、减小水位以及布设土工织物等措施均能改善边坡稳定状况，但直接控制边坡稳定的还是原地基处理是否达标;在填方边坡施工过程中，沟谷底部应设置有效的导渗排水设施，以此来减小边坡体因水位升降而导致的坡体黏聚力降低、应力场改变进而产生的较大变形。正常施工时，若连续3d均有大于0.3mm/d的沉降出现，则应保持警惕;若连续3d的沉降量均大于0.5mm/d，则应采取相应的防治措施;竣工后应以连续50d沉降量不超过2mm为沉降稳定控制指标。

　　结语

　　综上所述，边坡稳定状况的主要影响因素有内摩擦角、黏聚力、台阶高度、台阶宽度、坡度、卸载平台宽度、原地基处理质量是否达标、填筑体的压实程度、地面以下的水位等。其中，原地基处理是否合格直接决定着边坡是否稳定，其他因素也对边坡稳定状况有显着影响。在实际施工过程中，要做好对边坡体竖向以及水平向位移的实时监测，以便及时采取相应措施进行处理以免产生安全事故。

　　作者：姜雨生,谷金宇

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