第一篇：庫水位驟降時某堆積體邊坡穩(wěn)定性分析及治理措施

庫水位驟降時某堆積體邊坡穩(wěn)定性分析及治理措施

羅騫 鄧華鋒 郭靖 胡鵬 朱敏

摘要：庫水位驟降時邊坡穩(wěn)定性對確保水庫工程的正常運(yùn)行十分重要。以某堆積體邊坡為研究對象，根據(jù)地質(zhì)資料給出的材料參數(shù)范圍，對天然工況和暴雨工況下該邊坡的最危險搜索滑帶進(jìn)行參數(shù)反演，綜合選定合理的材料參數(shù)，進(jìn)而通過極限平衡法分析了堆積體邊坡在庫水位驟降時的穩(wěn)定性，驗證了邊坡在上述工況下的不利性，并提出了合理可行的治理加固措施。

關(guān)鍵詞：參數(shù)反演；庫水位驟降；邊坡穩(wěn)定分析；削坡減載 中圖分類號：TU457 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A Stability and Management Measures of Slope under Sudden Drawdown of Reservoir Water Level LUO Qian1，DENG Huafeng2，GUO Jing3，HU Peng2，ZHU Min2 Abstract：Slope stability with sudden drawdown of reservoir water level is very important to ensure the safety operation of reservoir project．Taking a stacked slope as research object，according to the material parameter range given by geological data，the most dangerous sliding zone＇s parameter inversion is implemented under the natural condition and rain storm condition．And reasonable material parameter is selected．Then the stacked slope stability under the condition of sudden drawdown of reservoir water level is analyzed by using limit equilibrium method．At the same time，the proposed method is verified．Finally，reasonable reinforcement measures are put forward．

Key words：parameter inversion；sudden drawdown of reservoir water level；slope stability analysis；cutting slope and reducing load 研究庫水位驟降時庫岸邊坡的穩(wěn)定性對水庫工程的正常運(yùn)行有著十分重大的意義。趙家成等［1］采用模型試驗方法模擬了降雨和水庫水位綜合作用下的滑坡變形規(guī)律，通過傾斜加載方式分析了滑坡可能失穩(wěn)破壞形式，獲取了滑坡失穩(wěn)后的運(yùn)動特征；劉慶華等［2］提出了基于ANSYS的水位驟降時壩體滲流場模擬；魏東等［3］在水庫水位驟降情況下通過折線法和復(fù)合滑動面法對壩體土工膜防滲結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確的穩(wěn)定分析；覃勤等［4］通過建立大位移變形塊體有限元模型，分析在水位驟降條件下重慶市涪陵地區(qū)某大型土質(zhì)滑坡的穩(wěn)定性。這些研究均是基于庫水位驟降時的模型試驗研究及有限元的數(shù)值分析，但基于豎直條分法極限平衡分析的庫水位驟降研究則較少。鑒此，本文對某堆積體滑帶進(jìn)行參數(shù)反演，確定參數(shù)后對邊坡庫水位驟降穩(wěn)定性進(jìn)行分析，并結(jié)合邊坡的實際現(xiàn)狀進(jìn)行了削坡減載處理，計算結(jié)果表明治理后邊坡的安全系數(shù)滿足規(guī)范［5］要求。工程概況 某堆積體順河向長約420m，寬790～800m，厚30～100m，后緣高程約2 640m，體積約1 539×104 m3（其中正常蓄水位以上約1 162×104 m3）。

平面上呈圈椅狀，地形中部平緩，上下部較陡，岸坡坡角20°～40°，局部最大約50°，自然邊坡穩(wěn)定。

主要由黃色、棕紅色粘土夾變質(zhì)砂巖、板巖塊、碎石構(gòu)成，碎屑部分粒徑10～50cm。坡面植被較茂密，多為灌木；覆蓋層部位下伏基巖面臥坡坡角20°～40°，局部達(dá)50°，基巖為三疊系中統(tǒng)板巖夾變質(zhì)砂巖。根據(jù)勘探結(jié)果，可將該堆積體巖土體分為四層：①層1。為崩坡積塊碎石夾黃色粘土，厚25．0～60．0m，塊碎石成分為變質(zhì)砂巖、板巖，粒徑0．1～1．0m；②層2。為灰黑色粘土夾少量碎石，有腐味，厚1．5～3．0m；③層3。為沖洪積粉細(xì)砂夾少量卵石，厚5．0～40．0m；④層4。為基巖，巖性為灰色變質(zhì)砂巖夾板巖。該剖面死水位高程為2 220．0m，正常蓄水位高程為2 288．5m。正常蓄水時，該邊坡2 288．5m以下高程均受到靜水壓力的作用。當(dāng)庫水位由正常蓄水位驟降到死水位，即從高程2 288．5m處降至2 220．0m處，靜水壓力消失，穩(wěn)定性變差。地質(zhì)剖面見圖1。

根據(jù)《水電水利工程邊坡設(shè)計規(guī)范》［5］，該邊坡屬于B類Ⅰ級邊坡，其持久工況（天然工況）和短暫工況（暴雨工況和庫水位驟降工況）下的安全系數(shù)分別不應(yīng)低于1．

25、1．15。計算模型和參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)踏勘及現(xiàn)有資料，建立該堆積體剖面模型見圖2。通過對該堆積體的淺層、深層進(jìn)行滑帶搜索并比較其安全系數(shù)可知，該堆積體最不穩(wěn)定滑帶是覆蓋層的淺層滑動。因此本文以分析覆蓋層參數(shù)為主。

根據(jù)地質(zhì)資料，覆蓋層相關(guān)材料參數(shù)見表１。參數(shù)反演

通過調(diào)整滑帶所在巖土層的抗剪力學(xué)參數(shù)，使最不利剖面在天然工況下處于極限平衡狀態(tài)，此時的參數(shù)即為滑帶所在的巖土層的抗剪力學(xué)參數(shù)的下限值。本文采用綜合確定法，比較參數(shù)反演得到的暴雨工況和天然工況下的巖層參數(shù)，以選擇合適的參數(shù)。根據(jù)對該堆積體的長期現(xiàn)場勘測可知，堆積體在天然和暴雨工況下的安全系數(shù)有一定裕度，根據(jù)水電水利工程邊坡設(shè)計安全系數(shù)規(guī)定和堆積體現(xiàn)狀，在參數(shù)反演分析中，天然工況安全系數(shù)取1．05，暴雨工況安全系數(shù)取1．00。

本文選取搜索的最危險淺層滑帶為對象進(jìn)行參數(shù)反演，對反演參數(shù)進(jìn)行線性擬合，天然工況和暴雨工況下的滑帶K—c關(guān)系曲線見圖3。通過反演得到滿足巖層安全系數(shù)的不同c值和φ值見表2。

結(jié)合試驗范圍值和以上分析，綜合得出該剖面覆蓋層（即層1）的參數(shù)見表3。庫水位驟降工況下滑坡穩(wěn)定性分析

庫水位驟降在工程中十分常見，因此水位驟降是工程邊坡穩(wěn)定分析中必須考慮的一種不利工況。該邊坡庫水位驟降工況為從正常蓄水位高程2 288．5m驟降至2 220．0m，降幅達(dá)68．5m，下降速度為2．0m／d，驟降工況下的模型圖見圖4。

利用極限平衡法，計算出該堆積體最危險滑帶在庫水位驟降工況下的安全系數(shù)K 值為0．992，低于規(guī)范［5］中的安全系數(shù)，這是由于水體浸泡對邊坡覆蓋層材料的弱化，及庫水位的驟降使堆積體內(nèi)的超孔隙水壓力無法迅速消散，形成邊坡表面處的反向滲流而導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性變差?？梢娝惑E降確實對邊坡穩(wěn)定有不利影響，該工況下安全系數(shù)見圖5。圖中滑帶高程范圍為2 200．0～2 340．0m，最厚處約為20．0m。堆積體邊坡治理

由于該邊坡在庫水位驟降工況下存在不利于穩(wěn)定的滑帶，因此需采取加固措施。根據(jù)上述滑帶搜索及比較安全系數(shù)可知，該堆積體滑帶屬于覆蓋層淺層滑帶，最厚處約為20．0m，其滑動范圍均在覆蓋層處。因此選擇處理方案為上部削坡方案，堆積體覆蓋層的削坡坡比1∶1．5，每20．0m高程預(yù)留2．0m寬馬道，開挖范圍內(nèi)采用漿砌石護(hù)坡，該堆積體高程2 360．0m至2 240．0m處共7級平臺，每級平臺高20．0m，處2 240．0m處平臺寬7．0m，其余平臺均寬2．0m，見圖6。

對削坡后后的邊坡進(jìn)行極限平衡計算，可得其安全系數(shù)K 為1．152，滿足短暫工況下的安全要求。結(jié)語

a．采用綜合確定法，比較反演參數(shù)得到的暴雨工況下的巖層參數(shù)和天然工況下的巖層參數(shù)，得到覆蓋層材料參數(shù)天然工況下的反演結(jié)果為c=50．8kPa，φ=33°。b．利用SLIDE建模，且選用水位驟降模塊對邊坡進(jìn)行水位驟降模擬，計算得出水位驟降工況對于位置較為靠近正常蓄水位處的邊坡穩(wěn)定性存在較為明顯的不利影響，安全系數(shù)K 值為0．992，低于規(guī)范中的安全系數(shù)。

c．對該邊坡采取坡比為1∶1．5的上部削坡方案，每20．0m高程預(yù)留2．0m寬馬道，開挖范圍內(nèi)采用漿砌石護(hù)坡；削坡后該邊坡在庫水位驟降工況下的安全系數(shù)K 為1．152，滿足短暫工況下的安全要求，證明此措施有效可行，可為相關(guān)邊坡工程提供一定的參考價值。

參考文獻(xiàn)：

［1］趙家成，吳劍，晏華斌．白家包滑坡變形機(jī)制的模型試驗研究［J］．水電能源科學(xué)，2012，30（4）：70-72，82．

［2］劉慶華，劉純祥，薛克敏．基于ANSYS的水位驟降壩體滲流場模擬［J］．山東水利，2010（4）：17-18，25．

［3］魏東，孫曉林，侍克斌，等．庫水位驟降情況下壩體土工膜防滲結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定分析［J］．水利科技與經(jīng)濟(jì)，2008，14（4）：267-268，271．

［4］覃勤，梁莉，向鵬，等．水位驟降條件下某滑坡的穩(wěn)定性分析［J］．大連交通大學(xué)學(xué)報，2011，32（2）：46-49． ［5］中國水電顧問集團(tuán)西北勘測設(shè)計研究院，中國水電顧問集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計研究院．水電水利工程邊坡設(shè)計規(guī)范（DL／T5353-2006）［S］．北京：中國電力出版社，2007．

作者簡介：羅騫（1989-），女，碩士研究生，研究方向為邊坡穩(wěn)定。

第二篇：某土質(zhì)邊坡地質(zhì)災(zāi)害分析及治理措施要點

某土質(zhì)邊坡地質(zhì)災(zāi)害分析及治理措施要點

[摘要]通過調(diào)查分析某土質(zhì)邊坡工程地質(zhì)特點，闡明其穩(wěn)定性影響要點。

[關(guān)鍵詞]土質(zhì)邊坡 穩(wěn)定性影響要點

[中圖分類號] U213.1+3 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-7-292-2

1工程概況

該邊坡為修建房屋、景觀道路開挖形成的人工邊坡。邊坡總長度約150m，坡高一般3～24m；總體1～2級放坡；人工邊坡坡度較陡，一般60～85°；除局部坡腳采用擋土墻或圍墻防護(hù)外，大部分坡體尚未采取工程支護(hù)措施。目前該人工邊坡局部已發(fā)生數(shù)處崩滑失穩(wěn)現(xiàn)象；崩滑點位于坡體中、上部，植被不太發(fā)育，規(guī)模均較小。雖然，該人工邊坡失穩(wěn)尚未造成人員傷亡和較大經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)損失，但該坡體開挖坡度較陡，若不及時治理較易引發(fā)進(jìn)一步的崩塌或滑坡。

2工程地質(zhì)條件

2.1巖土分層及其特征

巖土層按其地質(zhì)年代和成因類型自上而下可劃分為坡積層（Qdl）、殘積層（Qel）和基巖（Z）三部分，基巖為震旦系片麻巖。各巖土層的分布和特征分述如下：

2.1.1坡積層（Qdl，層號“1”）

土性為粉質(zhì)粘土，呈灰黃、淺紅等色，稍濕，硬塑狀為主，土質(zhì)較均勻，粘性一般，局部含礫砂。厚度為1.2～4.9m，平均2.63m。

2.1.2殘積層（Qel，層號“2”）

該層由片麻巖風(fēng)化殘積而成，土性主要為砂質(zhì)粘性土，呈褐黃、褐紫、灰褐、灰白等色，稍濕，硬塑狀，粘性一般，遇水可軟化崩解，含較多石英顆粒。厚度為2.1～3.1m，平均2.47m。

2.1.3基巖（Z，層號“3”）

按巖石的風(fēng)化程度可劃分為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化三個風(fēng)化巖層，各巖層的分布及特征描述如下：

（1）全風(fēng)化片麻巖（3-1層）：呈灰白、灰褐、褐黃、褐紅等色，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，呈堅硬土狀，土芯手捻具砂感，含較多石英顆粒，巖芯遇水易軟化崩解。層厚2.4～5.2m，平均4.32m。

（2）強(qiáng)風(fēng)化片麻巖（3-2層）：呈褐黃、灰白、灰褐等色，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，呈半巖半土狀、土夾碎塊狀，手折易斷，遇水易軟化崩解，碎巖塊易擊碎。厚度3.1～19.7m，平均13.51m。

（3）中風(fēng)化片麻巖（3-3層）：呈灰、灰褐、褐黃等色，變余結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，裂隙較發(fā)育，巖芯呈短柱、塊狀，敲擊聲稍啞。揭露厚度為1.0～3.5m，平均2.44m。

2.2坡體地下水性質(zhì)

本場地8個鉆孔在鉆孔深度范圍內(nèi)均為干孔。通過對地質(zhì)環(huán)境條件及附近坡腳地下水出露特征等因素分析，預(yù)計邊坡穩(wěn)定地下水位多數(shù)低于人工邊坡坡腳，地下水主要匯集于附近溝谷谷底一帶，由此表明勘查坡體的旱季靜止地下水位埋深較大，在坡腳埋深一般約3～5m，坡頂埋深可達(dá)30m。

區(qū)內(nèi)邊坡地下水位的變化與地下水的賦存形式及排泄、補(bǔ)給方式關(guān)系密切，由于大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給來源，而每年的4～9月為本區(qū)的雨季，大氣降水豐沛，故這期間水位將明顯抬升，而在冬季因降水減少地下水位隨之下降。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料分析，勘查區(qū)地下水位動態(tài)變化相對較大，穩(wěn)定水位年變幅一般為2～4m。

2.3不良地質(zhì)條件

主要不良工程地質(zhì)條件為孤石局部發(fā)育。該區(qū)孤石發(fā)育于坡體中，而邊坡坡度較陡，且距離坡腳民居、道路較近，對坡腳建筑和人員的潛在威脅較大。特別是臺風(fēng)暴雨期間，在雨水沖刷作用下，孤石周圍土體會發(fā)生塑性變形或失穩(wěn)，從而形成崩滑隱患或?qū)е掳l(fā)生孤石滾落現(xiàn)象，直接威脅坡腳建筑和人員生命安全。另一方面，孤石發(fā)育于邊坡中，加大了坡體自重，增加了坡體發(fā)生崩滑失穩(wěn)的可能。

3邊坡地質(zhì)災(zāi)害成因分析

該邊坡地質(zhì)災(zāi)害的成因分析如下：

3.1坡形因素

該邊坡主要為一～二級放坡，除邊坡中段一級坡腳采用漿砌塊石擋墻和圍墻防護(hù)外，其余大部分坡面多未采取工程措施防護(hù)；而開挖坡度較陡，一般60～80°，不利于坡體穩(wěn)定。

3.2巖土體的水理性能

構(gòu)成坡體的巖土體主要為坡殘積土、全～強(qiáng)風(fēng)化片麻巖，總體屬土質(zhì)邊坡，這些巖土體的水理性能較差，遇水易軟化崩解，對高陡邊坡的穩(wěn)定性不利。另外，邊坡的主要巖土體雖然具有強(qiáng)度較高、壓縮性較小的特點，但同時具有孔隙率較大、粘性較差和遇水容易軟化崩解的特性。這種類型的人工邊坡在旱季期間穩(wěn)定性通常較好，但雨季期間，坡體由于長時間受水浸潤將造成重度增大、抗剪強(qiáng)度降低，從而降低邊坡的穩(wěn)定性，因此，坡體巖土體水理性能較差是本區(qū)邊坡失穩(wěn)的主要內(nèi)因。

3.3孤石

該邊坡局部發(fā)育孤石。孤石的危害主要表現(xiàn)為坡面巖土體中若夾有孤石，則會造成邊坡體自重加大，孤石在自重力作用下容易發(fā)生滾落，由此導(dǎo)致邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。此外，孤石與周圍土體的接觸界面有利于地表水和地下水的滲透作用，同樣不利于坡體的穩(wěn)定。

3.4氣象因素

勘查區(qū)雨季長，雨量充沛，降雨集中，多年平均降水量1774mm，年最大降雨量為2864.7mm。故雨季連續(xù)暴雨將是邊坡失穩(wěn)的主要觸發(fā)因素。

3.5水文地質(zhì)條件

本區(qū)為低丘陵區(qū)，有利于地下水的排泄，但因大氣降水集中，因此造成地下水的動態(tài)變化較大，主要表現(xiàn)為旱季丘頂無水（埋深較大），潛水面位于坡腳附近，雨季潛水面則明顯抬升。潛水面的抬升將明顯改變邊坡土體的應(yīng)力狀態(tài)。地下水位線以下土體的孔隙水壓力增加，從而降低其有效應(yīng)力，而地下水位線以上的土體則不受水的影響。隨著有效應(yīng)力的減小，一方面因作用于潛在破壞面上的法向應(yīng)力降低而導(dǎo)致其抗剪強(qiáng)度降低，另一方面也會使土體本身的強(qiáng)度降低。此外，雨季期間降水入滲量增加，地下水徑流增強(qiáng)，土體殘留結(jié)構(gòu)面中的細(xì)小顆粒流失量加大，從而降低土體抗剪強(qiáng)度，誘發(fā)邊坡失穩(wěn)。

4邊坡穩(wěn)定性計算

該邊坡總體屬土質(zhì)邊坡，根據(jù)坡體條件，選用剛體極限平衡法中瑞典條分法和Bishop法來計算邊坡的穩(wěn)定性。計算參數(shù)見表1，計算結(jié)果見表2。

根據(jù)計算結(jié)果，勘查邊坡3―3’、4―4’剖面所屬坡段屬于欠穩(wěn)定，需重點加固防護(hù)；1―1’、2―2’剖面所屬坡段屬于穩(wěn)定狀態(tài)，可進(jìn)行一般防護(hù)。

5地質(zhì)災(zāi)害防治方案

根據(jù)該邊坡地質(zhì)災(zāi)害的形成機(jī)制，有關(guān)防治方案的可考慮以下幾種：

（1）方案一：采用“削坡+擋土墻+截排水”；

（2）方案二：采用“錨桿（索）+格構(gòu)梁+截排水”。

方案一適合于穩(wěn)定性好的坡段，其目的主要是防治邊坡表層出現(xiàn)小型崩塌，其中對于坡高較大、坡度較陡的坡段，應(yīng)分級放坡，擋墻可采用鋼筋混凝土剪力墻；對于坡高較小的地段，可采用漿砌塊石擋墻或片石骨架護(hù)面。方案二是針對邊坡穩(wěn)定性為欠穩(wěn)定的坡段，防治目的是邊坡潛在出現(xiàn)較大范圍滑坡。

參考文獻(xiàn)

[1] GB 50021-2001 巖土工程勘察規(guī)范.[2] 工程地質(zhì)手冊（第四版）.[3] GB 50330-2002 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范.[4] DZ/T 0218-2006 滑坡防治工程勘查規(guī)范.

第三篇：淺談高填方邊坡的穩(wěn)定性分析與治理對策

淺談高填方邊坡的穩(wěn)定性分析與治理對策

【摘 要】高填方邊坡的穩(wěn)定性一直都是影響工程質(zhì)量與安全的一大重要技術(shù)問題，如何對高填方邊坡的穩(wěn)定性做到準(zhǔn)確分析，并尋找對應(yīng)的加固方法，已經(jīng)成為邊坡工程的一個難題。本文通過實例對高填方邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，并探求合理的對策，以避免發(fā)生邊坡失穩(wěn)事故?！娟P(guān)鍵詞】高填方邊坡；穩(wěn)定性；對策

高填方是指根據(jù)需要將指定區(qū)域用土、水泥或石子等材料用分層或者碾壓等方式，建成比周圍建筑高一些的設(shè)計。高填方邊坡就是用高填方設(shè)計方式加高的邊坡。由于高填方邊坡突出位置，其穩(wěn)定性不僅關(guān)系到邊坡的穩(wěn)固，而且一旦出現(xiàn)崩塌等情況將危及到周圍的建筑、人等，因此高填方邊坡的穩(wěn)定性不容我們忽視。本人于2012年初接到“梧州市220kV紅嶺變電站”（現(xiàn)已改名為翡翠變）的設(shè)計任務(wù)，負(fù)責(zé)該工程的?三通一平?等施工圖紙的設(shè)計工作。220kV紅嶺變?yōu)閺V西首個3C綠色智能變電站。該工程選定的站址，位于梧州市火車站西偏南位置，該區(qū)域擬建成物流園區(qū)，站址緊臨城市政規(guī)劃路。220kV紅嶺變站區(qū)場地南面為填方段，按照場平標(biāo)高（56m-55.75m），紅嶺站址填土邊坡最高為26米。因此該工程初設(shè)階段考慮采用自然放坡和坦薩生態(tài)邊坡兩種方案。坦薩生態(tài)邊坡方案節(jié)省占地，由于進(jìn)行加筋處理，分層碾壓后能有效控制不均勻沉降?；靥钔练搅啃?，需要外購?fù)辽?，有效減少外運(yùn)填料產(chǎn)生的費用。完工后與周圍環(huán)境能很好融為一體。自然放坡與塔薩方案比較，自然放坡征地面積大6畝，臨時用地大6.7畝，回填土方多34000m3，擋土墻多1860m3。自然放坡較塔薩方案工程總造價多140萬。

1.高填方邊坡穩(wěn)定性分析方法與加固技術(shù)的研究現(xiàn)狀

1.1高填方邊坡穩(wěn)定性分析方法的研究現(xiàn)狀

滑坡現(xiàn)象在自然界中時常發(fā)生，也引起了人們廣泛的關(guān)注。早期人們應(yīng)對高填方邊坡主要采取定性分析的方法，其未能得出高填方邊坡穩(wěn)定性的相關(guān)數(shù)據(jù)，只能大致確定是否穩(wěn)定。隨著人們對高填方邊坡穩(wěn)定性的深入研究和探索，人們開始使用一些定量分析的方法，從不同角度建立模型對邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行研究，使得出的高填方邊坡穩(wěn)定性的結(jié)果得到數(shù)據(jù)支持。截止到目前，高填方邊坡穩(wěn)定性分析主要有定性分析法和定量分析法兩種方法。根據(jù)不同的邊坡，定性分析法可分為自然歷史分析法、諾模圖法、赤平極射投影法、工程類比法、專家系統(tǒng)、范例推理法等方法，表1列出了定性分析法上述方法的原理及其發(fā)展動態(tài)。定量分析法又確定性分析法和不確定分析法；確定性分析法包括極限平衡法和數(shù)值分析法，極限平衡法包括瑞典條分法、Bishop條分法、Sarma法、斯賓塞法、摩根斯坦-普賴斯法、傳遞系數(shù)法等方法，數(shù)值分析法包括有限元法（FEM）、有限差分法（FDM）、無界元法（IDEM）、數(shù)值流形元法（NMM）等方法；不確定分析法包括可靠度評價法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法（ANN）、灰色系統(tǒng)評價法、模糊評價法、遺傳法、綜合法等方法。

1.2高填方邊坡加固技術(shù)的研究現(xiàn)狀

高填方邊坡滑坡、坍塌等邊坡穩(wěn)定性不良帶來的危害會帶來經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成不可逆轉(zhuǎn)的巨大災(zāi)害，因此，對高填方邊坡的加固技術(shù)進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實意義和社會意義。隨著工程師應(yīng)對具有不同穩(wěn)定性的邊坡，截止到目前，已經(jīng)研究出了不少高填方邊坡的加固技術(shù)。高填方邊坡的加固技術(shù)主要包括重力式擋墻、抗滑樁、扶壁式擋墻錨桿技術(shù)、懸臂式擋墻、格構(gòu)加固、噴錨網(wǎng)支護(hù)、坡慮法、注漿加固、懸掛式擋墻等加固技術(shù)?，F(xiàn)有的高填方邊坡加固技術(shù)多種多樣，針對具有不同穩(wěn)定性的高填方邊坡，我們需要選擇合適的加固技術(shù)，以而不能盲目選擇。同時，我們還可以針對不同的邊坡可以創(chuàng)新或完善已有的邊坡加固技術(shù)，盡全力去消除可以避免安全隱患，以保障人類和財產(chǎn)等的安全。

2.高填方邊坡的穩(wěn)定性分析

針對梧州市220kV紅嶺變電站中高填方邊坡的項目，我們采取了定量分析法與定性分析法結(jié)合的方法對其的穩(wěn)定性進(jìn)行分析：（1）影響高填方邊坡的穩(wěn)定性的因素；本項目定性分析了梧州市220kV紅嶺變電站中高填方邊坡的地質(zhì)、水文、邊坡成因等影響邊坡穩(wěn)定性因素，定量分析了邊坡的高度、面積、經(jīng)濟(jì)效益等影響邊坡穩(wěn)定性的因素。（2）影響高填方邊坡穩(wěn)定性因素的敏感性分析；灰色關(guān)聯(lián)度方法是研究相關(guān)因素曲線的變化趨勢、方向、大小、速度等變化態(tài)勢相似程度，越相似關(guān)聯(lián)度越大影響越大，反之越小。本項目中采取灰色關(guān)聯(lián)度的方法對找出的影響邊坡穩(wěn)定性的因數(shù)進(jìn)行主次分析，確定出最具影響力的幾個關(guān)鍵因素。（3）選取合適的高填方邊坡穩(wěn)定性的分析方法；針對梧州市220kV紅嶺變電站中高填方邊坡的影響因素，選取了定性分析法和定量分析法中的極限平衡法。（4）建立合適的模型；確定這個邊坡模型結(jié)構(gòu)的邊界條件、橫截面的形狀、地質(zhì)屬性相關(guān)數(shù)據(jù)、承載能力等建立合適的模型。（5）確定處理方法；根據(jù)模型得出的相關(guān)數(shù)據(jù)確定土和加固材料鋼筋等對接觸面的處理，梧州市220kV紅嶺變電站中高填方邊坡采取了自然放坡的方式，先建立模型，然后對單元進(jìn)行填土和其他材料，不斷重復(fù)直至結(jié)束。

3.高填方邊坡的治理對策

若高填方邊坡由于不穩(wěn)定的原因發(fā)生事故，后果甚至可能出人意料，對于高填方邊坡的穩(wěn)定性一旦發(fā)現(xiàn)問題，就應(yīng)當(dāng)采取合適的治理措施，以杜絕可以避免的安全隱患：（1）根據(jù)高填方邊坡所處的環(huán)境、機(jī)構(gòu)等影響邊坡穩(wěn)定性的因素，找出可以解決高填方邊坡穩(wěn)定性的一些備選方案，是一種多屬性決策的方法，可以根據(jù)影響因素的權(quán)重、主次等進(jìn)行對策選擇。（2）再根據(jù)實際情況從備選方案確定較優(yōu)的選擇，目前高填方邊坡的治理對策有消坡減載、擋土墻工程、錨固工程、抗滑樁工程、護(hù)坡工程以及排水工程等措施，可以根據(jù)實際情況采取多種方案綜合實施。（3）從可行性方面、環(huán)境方面、工期方面、安全可靠方面、經(jīng)濟(jì)效益方面、操作難易方面等方面對高填方邊坡的治理對策的熵權(quán)多目標(biāo)優(yōu)選進(jìn)行決選，確定最終的高填方邊坡的治理對策。（4）對高填方邊坡的治理對策進(jìn)行設(shè)計實施；梧州市220kV紅嶺變電站站址附近區(qū)域擬建成物流園區(qū)，附近地區(qū)列入2013長洲區(qū)政府征地拆遷計劃任務(wù)，并希望于年底完成征地工作。經(jīng)過業(yè)主方，梧州市運(yùn)行維護(hù)局多方協(xié)調(diào)，梧州市商貿(mào)物流園管理委員會同意配合本工程建設(shè)，將建設(shè)站址附近市政道路開挖的多余土方，回填至變電站附近的沖溝，使變電站遠(yuǎn)離高邊坡，以節(jié)省高邊坡的處理費用。故初設(shè)收口的站區(qū)土方按站區(qū)西南面圍墻距離回填邊坡頂40米計算，回填坡比為1：1.5，中間設(shè)三個馬道，馬道寬2.5米，馬道及邊坡外沿均設(shè)置截水溝，坡面植草皮，防止水土流失。該方案得到審查通過，施工圖紙已于2012年8月正式出版，邊坡工程正在施工（見附圖）。

4.總結(jié)

高填方邊坡的穩(wěn)定性問題看似只是工程中的一個問題，但是如果不能很好的解決，很可能造成重大事故和嚴(yán)重?fù)p失，我們應(yīng)當(dāng)加以重視。針對不同的高填方邊坡，我們可以從多種高填方邊坡穩(wěn)定性分析方法中選擇一個或多種方法組合，然后再根據(jù)實際情況從可行性、地質(zhì)水文、單元截面、經(jīng)濟(jì)效益等方面用定性和定量分析法結(jié)合的方法確定最優(yōu)方案，以將高填方邊坡的穩(wěn)定性提高到能提高的最高程度。參考文獻(xiàn)：

[1] 丁參軍，張林洪.邊坡穩(wěn)定性分析方法研究現(xiàn)狀與趨勢[J].水電能源科學(xué).2011，8，29（8）.[2] 靳付成.邊坡穩(wěn)定性分析方法的研究現(xiàn)狀與展望[J].西部探礦工程.2007，（4）.[3] 張翔，韓文喜.昆明新機(jī)場西北端高填方邊坡穩(wěn)定性分析[J].甘肅水利水電技術(shù).2011，9，47（9）.[4] 武錫榮，陳書紅.杭州至蘭州線高速公路高填方邊坡穩(wěn)定分析[J].建筑工程.2009.[5] 王娟娟，鄧軍濤.何紅前.黃土邊坡穩(wěn)定性分析方法研究[J].陜西建筑.2009，9，（171）.[6] 方建瑞，朱合華.邊坡穩(wěn)定性研究方法與進(jìn)展[J].地下空間與工程學(xué)報.2007，4，3（2）.

第四篇：基于支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測的邊坡穩(wěn)定性分析

基于支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測的邊坡穩(wěn)定性分析

摘 要：通?^對某高速公路邊坡防護(hù)結(jié)構(gòu)開展實時應(yīng)力監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析判斷邊坡施工過程中的穩(wěn)定狀態(tài)以及應(yīng)力損失情況，結(jié)合數(shù)值分析模型模擬應(yīng)力損失后的土體受力和位移情況，分析結(jié)果表明，監(jiān)測邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：應(yīng)力；監(jiān)測；邊坡；穩(wěn)定性

中圖分類號：U416 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）17-0008-03

Abstract： Through the real-time stress monitoring of the slope protection structure of a certain expressway，the stable state and the stress loss of the slope during the construction process are analyzed and judged according to the monitoring data.Based on the numerical analysis model to simulate the stress loss of soil force and displacement，the analysis results show that the monitoring slope is in a stable state.Keywords： stress； monitoring； slope； stability

某山區(qū)高速公路沿線部分邊坡開挖高度高，多采用錨固防護(hù)形式，而支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作應(yīng)力是影響防護(hù)結(jié)構(gòu)安全的重要因素。如果支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作應(yīng)力過高，可能使防護(hù)設(shè)施發(fā)生突然破壞，成為工程中的“定時炸彈”；反之，如果工作應(yīng)力衰減過大，則起不到主動加固巖土體的作用。因此，有必要開展基于支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測的邊坡穩(wěn)定性分析技術(shù)研究，評估邊坡穩(wěn)定性和安全防護(hù)有效性，保證錨固結(jié)構(gòu)安全和邊坡穩(wěn)定性。工程概況

本項目選擇位于浙江省某山區(qū)高速公路LP02合同段一路塹高邊坡作為監(jiān)測研究對象。該邊坡最大開挖高度54.5m，分八級開挖支護(hù)，各級防護(hù)措施分別為：第一級設(shè)擋墻防護(hù)，第二、三級設(shè)錨桿框格防護(hù)，第四、五級設(shè)錨索框格植被防護(hù)，第六級骨架植草防護(hù)，第七、八級邊坡高次團(tuán)粒防護(hù)。錨索錨固段全部進(jìn)入中風(fēng)化巖層。邊坡地質(zhì)情況如下：坡表分布厚度不等的殘破積粉質(zhì)黏土層，局部為含碎石粉質(zhì)黏土層，褐黃色，可塑，碎石含量在25%左右，風(fēng)化強(qiáng)烈，厚約1.0～4.8m，屬普通土（Ⅱ）；下伏基巖為片麻巖：全風(fēng)化，淺黃色、淺灰褐色，砂土狀，具有可塑性，厚約10.7～26m，屬普通土（Ⅱ）；強(qiáng)風(fēng)化，變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀結(jié)構(gòu)，裂隙發(fā)育，巖芯呈碎塊狀及碎屑狀，屬軟石（Ⅳ）；中風(fēng)化，變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙較發(fā)育，裂隙間由方解石脈充填，屬次堅石（Ⅴ）。監(jiān)測點布設(shè)

針對試驗監(jiān)測邊坡的防護(hù)工程情況，在邊坡第四、五級預(yù)應(yīng)力錨索框格防護(hù)工程中選擇兩個監(jiān)測斷面，每個監(jiān)測斷面設(shè)置4個測點，開展應(yīng)力監(jiān)測。該邊坡錨索設(shè)計長度為27m～36m，錨固段長度設(shè)計值均為12m，錨固力設(shè)計值為780kN。監(jiān)測原理是采用彈性波錨頭激振方法實時監(jiān)測預(yù)應(yīng)力變化，具體監(jiān)測方法是選擇典型錨索埋設(shè)壓力環(huán)進(jìn)行長期預(yù)應(yīng)力監(jiān)測，并對無損檢測技術(shù)提供驗證；采用錨頭激振技術(shù)對預(yù)應(yīng)力錨索的工作應(yīng)力進(jìn)行無損檢測，對邊坡預(yù)應(yīng)力錨索工作應(yīng)力的整體情況進(jìn)行評估。

測力計在安裝前可以根據(jù)工程實際情況進(jìn)行現(xiàn)場率定。為了保證錨索測力計能夠真實反映受力狀況，需要在測力計兩個端面放置承載墊板，使加載荷載呈均勻分布。同時，承載墊板在加工時應(yīng)格外小心，表面應(yīng)平整，如果墊板表面有焊渣等異物，可能導(dǎo)致加載過程中出現(xiàn)讀數(shù)誤差。在正式加壓前，應(yīng)先預(yù)壓二次，預(yù)壓時應(yīng)緩慢施壓，并在最大壓力處保持一分鐘以上。預(yù)壓結(jié)束，測力計應(yīng)靜止10分鐘后才能進(jìn)行正式率定。

根據(jù)邊坡防護(hù)設(shè)計要求，測力計安裝在錨固端。安裝時鋼絞線或錨索從錨索計中心穿過，測力計處于鋼板和工作錨之間。錨索測力計典型安裝示意圖見圖1所示。

測力計安裝完成后，各模塊與數(shù)據(jù)采集儀之間通過電纜連接組成一套完成的應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)，為了方便野外長期監(jiān)測，為整套監(jiān)測系統(tǒng)安裝了太陽能供電系統(tǒng)，保證監(jiān)測系統(tǒng)的長期穩(wěn)定工作。監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)場布設(shè)圖見圖2。監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

應(yīng)力監(jiān)測設(shè)備安裝完成后，采用BSIL-MICRO-MCU測量系統(tǒng)對應(yīng)力開展實時監(jiān)測，通過對前期監(jiān)測數(shù)據(jù)整理，得到各監(jiān)測點應(yīng)力監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線圖，其中一個監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)見圖3。從監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線圖來看，該邊坡錨索預(yù)應(yīng)力趨于穩(wěn)定，說明該邊坡施工過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)。從監(jiān)測數(shù)據(jù)分析可以看出，當(dāng)錨索鎖定后，隨著時間的推移，會發(fā)生荷載損失，損失率大約在10%～20%。這主要是由于巖土體的壓縮、錨索材料的變形松弛等原因造成的。穩(wěn)定性分析

根據(jù)監(jiān)測點邊坡斷面截面尺寸及錨索布置情況，采用FLAC 3D數(shù)值分析軟件建立邊坡模型開展邊坡穩(wěn)定性分析，如圖4所示。模型建立時的假設(shè)條件包括：不考慮Y方向不平衡力對邊坡穩(wěn)定性的影響。邊坡側(cè)面采用法向約束，底面采用固定約束。模型建立的過程：先采用彈性模型生成初始地應(yīng)力場，再降土體定義為摩爾庫倫模型，最后添加錨索構(gòu)件，開始計算分析。

模型分析計算中采用的方法是強(qiáng)度折減法。該方法將邊坡剛好達(dá)到臨界破壞狀態(tài)時巖土體的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行折減的程度定義為邊坡安全系數(shù)，也就是巖土體實際抗剪強(qiáng)度與臨界破壞時的折減后剪切強(qiáng)度的比值。在分析計算結(jié)果時，當(dāng)安全系數(shù)大于1時，邊坡處于相對穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)安全系數(shù)小于1時，邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，需要加固措施。

在開展計算分析前，先計算開挖后未采取防護(hù)措施時的邊坡安全系數(shù)，計算結(jié)果：安全系數(shù)0.92，小于1，說明此時邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。邊坡剪切計算云圖中可以發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)了塑性貫通區(qū)，見圖5，即出現(xiàn)了潛在滑動面，邊坡可能發(fā)生失穩(wěn)破壞。

第五篇：山區(qū)高速公路邊坡滑坡病害分析及治理方法

山區(qū)高速公路邊坡滑坡病害分析及治理

摘要：隨著山區(qū)高等級公路建設(shè)速度加快，大量在建或待建的高速公路將穿越不良地質(zhì)條件區(qū)，滑坡災(zāi)害的危害性也與日俱增。本文在本地區(qū)主要山區(qū)高速公路滑坡資料收集和地質(zhì)考察的基礎(chǔ)上，揭示山區(qū)高速公路邊坡滑坡病害，結(jié)合實際工程提出各類典型滑坡合理的防治對策，對減少滑坡災(zāi)害的發(fā)生、對本地區(qū)山區(qū)高速公路滑坡防治具有參考價值。關(guān)鍵詞：山區(qū)高速公路；邊坡滑坡；病害；治理

根據(jù)2011年底交通部發(fā)布的國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃，在未來30年，將建成13.2萬公里高速公路。其中大部分公路建設(shè)將穿過山區(qū)和丘陵地帶，由于修建公路要對沿線坡體進(jìn)行挖方與填方，這就破壞了坡體的自然平衡條件，從而引起邊坡失穩(wěn)，導(dǎo)致滑坡發(fā)生。在滑坡防治過程中，目前對滑坡地質(zhì)勘察重視不夠，一味追求增大抗滑結(jié)構(gòu)工程規(guī)模的思想來彌補(bǔ)對滑坡性質(zhì)認(rèn)識的不足，致使多數(shù)抗滑工程要么結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)過大，結(jié)構(gòu)的抗滑能力遠(yuǎn)沒有充分發(fā)揮。本文具體分析了山區(qū)高速公路邊坡滑坡病害，然后通過實例提出了相關(guān)治理措施，現(xiàn)報告如下。1 山區(qū)高速公路邊坡滑坡的病害 1.1 滑坡病害

公路滑坡所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約占突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害所造成經(jīng)濟(jì)損失的80%，滑坡災(zāi)害不僅治理費用大，而且還 可能威脅居民的安全而引發(fā)社會問題。國內(nèi)曾出現(xiàn)過抗滑支擋結(jié)構(gòu)失效的事件，失效輕微的如抗滑樁頂出現(xiàn)位移等則須采取二次支護(hù)措施進(jìn)行處理，嚴(yán)重點的導(dǎo)致抗滑樁折斷，錨索拉出，再次發(fā)生滑坡災(zāi)害。如在某某高速公路的某路段，為防止邊坡在開挖過程中失穩(wěn)，采用了抗滑樁的支護(hù)方式，抗滑樁施工完后，由于雨季的到來，樁后頂部與滑坡體接觸區(qū)域產(chǎn)生了裂縫，由于地表水的不斷滲入，裂縫逐步發(fā)展擴(kuò)大，最后不得不加用錨索錨固的方式對其進(jìn)行二次加固支護(hù)。

1.2 滑坡成因

影響滑坡形成的物理因素主要包括氣象因素、水文因素等，氣象因素中最主要的是大氣降水和融雪水滲入，造成坡體加載和滑移面抗滑力降低。從地層巖性分析，碎石類土不易產(chǎn)生滑坡，粘性土在受水作用后易產(chǎn)生滑坡，基巖中頁巖、泥巖、千枚巖、泥灰?guī)r、云母片巖易風(fēng)化及遇水軟化，易產(chǎn)生滑坡。人為因素主要是過度放牧、濫伐森林、在山坡上挖溝圍草、挖中草藥等人類活動造成的植被破壞，以及局部地段的坡腳開挖、人工切坡削坡過陡、礦山開采、坡后加載及爆破振動等。山區(qū)高速公路邊坡滑坡病害的治理 2.1 滑坡概況

某某高速C21標(biāo)K169段路基邊坡位于半山腰，歷史上該 邊坡就曾經(jīng)發(fā)生過滑動變形，因線路選擇的不可避繞性，使得該路段存在大量挖方與填方邊坡，由于地質(zhì)條件較差，巖石產(chǎn)狀較陡，均向河床傾斜，巖層為順層坡，節(jié)理裂隙發(fā)育，部分路段已產(chǎn)生滑坡，部分地段可能潛在邊坡整體滑動。根據(jù)現(xiàn)場勘察．在該段局部斷層較發(fā)育，將巖體切割成塊狀，部分地段己發(fā)生蠕變或變形，古滑坡在強(qiáng)降雨的天氣條件下極為容易復(fù)活，產(chǎn)生再次發(fā)生滑移的可能性。2.2 治理對策

針對滑坡的特點，可以采取削坡卸載、地表排水、地下排水和抗滑工程等措施對該滑坡進(jìn)行加固處理。2.2.1 削坡卸載

本滑坡為推動式滑坡，并且滑床上陡下緩。根據(jù)地質(zhì)勘探可知，滑坡后緣基巖埋藏深度變小，80m外見基巖露頭，進(jìn)一步滑動的可能性較小。因此可以采用在滑坡后緣挖除一定數(shù)量的滑體，以便減少滑體的剩余下滑力。2.2.2 地表排水

(1)在滑坡發(fā)展的邊界5m以外，設(shè)置斷面200×200mm環(huán)形截水溝以攔截地表水向滑體補(bǔ)給，迎水面設(shè)置泄水孔。(2)滑體區(qū)設(shè)樹枝狀排水系統(tǒng)，充分結(jié)合地形利用自然徑流形成的溝系，作排水渠道，匯集井旁引坡面徑流于滑坡體外排出。(3)坡體裂縫用粘土或水泥漿填實。對坡面應(yīng)整平踏實，不能有積水坑、洼地，保證任何位置的坡面水能迅速向指定排 水溝匯集，減少地表水在坡面滯留時間和下滲量。2.2.3 地下排水

某某滑坡含水量豐富，地下水位高，路基拱起處有冒水和翻漿現(xiàn)象。路基護(hù)面墻斷裂處多有流水涌出。為集中排除深層地下水，可設(shè)置排水隧洞或排水平孔。經(jīng)過綜合分析，工程上采用水平排水孔，收到了很好的工程效果。2.2.4 支檔工程

某某滑坡剩余推力較大，為提高滑坡的穩(wěn)定性，也可采用抗滑樁、抗滑擋土墻和預(yù)應(yīng)力錨索等支檔和錨固措施。由于滑坡體為第四紀(jì)殘坡積層，巖性主要為碎石土、含碎石粉質(zhì)粘土等，且滑體厚度大，采用抗滑工程的有效措施是在坡腳附近設(shè)置抗滑樁，但費用高。2.2.5 降低人為影響

禁止在山坡上挖溝圍草，嚴(yán)禁開挖中草藥破壞草場植被，嚴(yán)禁濫伐森林、礦山開采、修建山區(qū)公路和山區(qū)其它人類工程活動必須進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險性評估，合理開挖和施工，防止由人為原因誘發(fā)或加劇滑坡災(zāi)害的發(fā)生。

總之，我們對高速公路某某滑坡采用了設(shè)置水平排水孔為主的防治措施對滑坡進(jìn)行治理。經(jīng)過設(shè)置水平排水孔治理后，該滑坡目前還沒有發(fā)現(xiàn)新裂縫等不穩(wěn)定現(xiàn)象，說明這種滑坡治理是成功的、合理的。參考文獻(xiàn)： [1] 趙明階，何光春，王多垠．邊坡工程處治技術(shù)[M]．北京：人民交通出版社，2004：84-86．

[2] 喬國強(qiáng)．高邊坡整治工程施工技術(shù)[J]．山西建筑，2004，30(6)：117-118．

[3] 秦順飛，顧長存，王虎金．某滑坡地質(zhì)評價與治理對策研究[J]．廣東土木與建筑，2001(1)：46-48 [4] 馬洪生，胡卸文．神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用[J]．中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，2009，10(1)：171-192． [5] 劉沐宇，朱瑞賡．基于模糊相似優(yōu)先的邊坡穩(wěn)定性評價范例推理方法[J]．巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2009，10(1)：42-48．

[6] 周維垣，寇曉東．無單元法及其在巖土工程中的應(yīng)用[J]．巖土工程學(xué)報，2008，20(1)：5-9．