边坡失稳和稳定性分析方法的探讨.docx

边坡失稳和稳定性分析方法的探讨边坡失稳和稳定性分析方法的探讨＊唐善婷１，２，江一舟１（１．桂林理工大学土木与建筑工程学院，广西桂林５４１００４；２．淮阴工学院建筑工程学院，江苏淮安２２３００１）摘要：边坡稳定性是土木工程实践活动重点考虑的问题，造成边坡失稳的原因是多方面的，稳定性分析方法也不同。分析了边坡失稳的破坏过程和原因，讨论了工程地质分析法、刚体极限平衡分析法和数值分析法等各种边坡稳定性分析方法的特点，提出采用综合法研究边坡稳定性，以寻求有效的边坡稳定治理措施。关键词：边坡稳定；破坏模式；极限平衡；数值分析法；安全系数０引言工程施工中经常遇到自然边坡和人工边坡的稳定性问题，因受到自然因素、荷载的反复作用和工程活动等各种因素影响，边坡可能出现破坏或发生变形。而边坡的不稳定会严重影响土木工程施工的安全，增加工程建设成本，缩短工程使用寿命，因此，边坡的稳定性研究也成为工程项目中一项重要课题。本文总结了边坡破坏的过程和失稳的原因，讨论了边坡稳定性分析研究方法的优缺点，提出采用综合法研究边坡稳定性，以探求边坡稳定治理方法。１边坡变形破坏的过程以及边坡失稳的原因１．１边坡变形破坏边坡从成型开始到使用，受到自然因素（如暴雨冲刷）和工程实践活动（如人工开挖）等多种因素影响，其形态和结构不断地产生变化，应力状态也随之发生改变。边坡内部某一部分因抗滑力矩小于下滑动力矩，产生微小的滑动。随着变形的逐渐发展，坡面将出现拉应力带，坡脚逐渐形成明显的应力集中带，并发展至破坏。１．２边坡破坏的原因分析在边坡发展变化过程中，其应力状态发生了变化，为适应这种变化，边坡出现了不同形式和不同程度的变形与破坏。以下从岩层构造、地震作用、水的作用、不适当的开挖和填土等４个方面分析边坡失稳原因。１．２．１岩层构造边坡滑坡体大多数出现在粘性土层和软质岩层中，较少发生在较硬岩石层中或砂性土层中。岩石可能受风化作用产生破碎，削弱边坡稳定，产生滑坡现象。边坡滑坡与岩层构造有着直接的关系，在粘性土层和软质岩层中，边坡稳定性较差。１．２．２地震作用强烈地震区域的边坡，地震后土的强度降低，地震力可能会使土体产生超孔隙水压力，降低土的有效抗剪强度指标，对土坡稳定性极其不利。地震时发生的砂土液化是导致滑坡的主要原因。地震发生时，地面震动诱发滑坡地质灾害，在众多的地震中，因为滑坡引起的破坏造成了大量的人员伤亡。１．２．３水的作用土质边坡上表面的水如不及时排除，水浸湿土体，会导致土体强度降低，以致坡体不能承受自重而产生坍塌。地下水静水压力的存在，一方面降低了滑动面上的有效法向应力以及边坡滑动面的抗滑力，另一方面又增加了滑坡土体的下滑力，从而加剧了边坡失稳破坏。当土坡中存在与滑动方向一致的渗透力时，土坡就更加不稳定，从而加剧边坡产生失稳的可能性。１．２．４不适当的开挖和填土在铁路、公路和大型水利（水利论文）枢纽工程中，由于开挖斜坡、填土、弃土等施工，边坡中的土体内部应力发生变化，土体的抗剪强度降低；路堤填土方量增加，也将增加边坡滑坡体的滑动力，边坡稳定性遭到破坏。２边坡稳定性的分析方法边坡发生破坏失稳是一种复杂的地质灾害过程［１］。由于内部结构的复杂性和组成边坡岩石物质的不同，边坡破坏有不同的模式。对于不同的破坏模式有不同的滑动类型，典型的结构面破坏类型分为平面滑坡、楔形体滑坡、倾倒滑坡。针对不同的破坏形式，需要用不同的方法进行分析，目前常用的稳定性分析方法有以下几种。２．１工程地质分析法该方法是早期研究边坡稳定性的一种主要方法，是工程技术人员在从事大量生产实践活动和资料调查基础上积累的经验方法。针对某种边坡，拟定边坡稳定的坡脚值，将影响边坡稳定性的因素作一些对比分析，采用类比地质条件的稳定边坡值。如砾石路堑边坡可以采用工程地质分析法确定边坡坡度，参考当地自然山坡或人工边坡，以及边坡的相关地质构造、水文地质条件等情况，选择合适的稳定边坡值，也可以采用岩石力学的方法进行分析验算。孙玉科等［２］总结了我国岩质边坡变形破坏的主要模式以及边坡变形破坏机理，为研究边坡稳定性奠定了分析基础。２．２刚体极限平衡分析法刚体极限平衡法是工程实践中应用最早，也是目前使用最普遍的一种分析方法，是研究边坡稳定性的传统方法。其求解过程是以摩尔—库仑强度理论为基础，将可能的滑坡体的滑动面假定为圆弧形，并划分成若干个垂直条块（刘建华等［３］提出对于同一滑弧，一般来说条块数量过少产生的误差大，条块数量较