第一篇：庫水位驟降時某堆積體邊坡穩定性分析及治理措施

庫水位驟降時某堆積體邊坡穩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定性對確保水庫工程的正常運行十分重要。以某堆積體邊坡為研究對象，根據地質資料給出的材料參數范圍，對天然工況和暴雨工況下該邊坡的最危險搜索滑帶進行參數反演，綜合選定合理的材料參數，進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。

關鍵詞：參數反演；庫水位驟降；邊坡穩定分析；削坡減載 中圖分類號：TU457 文獻標志碼：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定性對水庫工程的正常運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律，通過傾斜加載方式分析了滑坡可能失穩破壞形式，獲取了滑坡失穩后的運動特征；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合滑動面法對壩體土工膜防滲結構進行準確的穩定分析；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某大型土質滑坡的穩定性。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行參數反演，確定參數后對邊坡庫水位驟降穩定性進行分析，并結合邊坡的實際現狀進行了削坡減載處理，計算結果表明治理后邊坡的安全系數滿足規范［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°，自然邊坡穩定。

主要由黃色、棕紅色粘土夾變質砂巖、板巖塊、碎石構成，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50°，基巖為三疊系中統板巖夾變質砂巖。根據勘探結果，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。為沖洪積粉細砂夾少量卵石，厚5．0～40．0m；④層4。為基巖，巖性為灰色變質砂巖夾板巖。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，穩定性變差。地質剖面見圖1。

根據《水電水利工程邊坡設計規范》［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）下的安全系數分別不應低于1．

25、1．15。計算模型和參數

根據現場地質踏勘及現有資料，建立該堆積體剖面模型見圖2。通過對該堆積體的淺層、深層進行滑帶搜索并比較其安全系數可知，該堆積體最不穩定滑帶是覆蓋層的淺層滑動。因此本文以分析覆蓋層參數為主。

根據地質資料，覆蓋層相關材料參數見表１。參數反演

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

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

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

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K 值為0．992，低于規范［5］中的安全系數，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致邊坡穩定性變差。可見水位驟降確實對邊坡穩定有不利影響，該工況下安全系數見圖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定的滑帶，因此需采取加固措施。根據上述滑帶搜索及比較安全系數可知，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高程預留2．0m寬馬道，開挖范圍內采用漿砌石護坡，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行極限平衡計算，可得其安全系數K 為1．152，滿足短暫工況下的安全要求。結語

a．采用綜合確定法，比較反演參數得到的暴雨工況下的巖層參數和天然工況下的巖層參數，得到覆蓋層材料參數天然工況下的反演結果為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定性存在較為明顯的不利影響，安全系數K 值為0．992，低于規范中的安全系數。

c．對該邊坡采取坡比為1∶1．5的上部削坡方案，每20．0m高程預留2．0m寬馬道，開挖范圍內采用漿砌石護坡；削坡后該邊坡在庫水位驟降工況下的安全系數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，可為相關邊坡工程提供一定的參考價值。

參考文獻：

［1］趙家成，吳劍，晏華斌．白家包滑坡變形機制的模型試驗研究［J］．水電能源科學，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構的穩定分析［J］．水利科技與經濟，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定性分析［J］．大連交通大學學報，2011，32（2）：46-49． ［5］中國水電顧問集團西北勘測設計研究院，中國水電顧問集團貴陽勘測設計研究院．水電水利工程邊坡設計規范（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，研究方向為邊坡穩定。

第二篇：某土質邊坡地質災害分析及治理措施要點

某土質邊坡地質災害分析及治理措施要點

[摘要]通過調查分析某土質邊坡工程地質特點，闡明其穩定性影響要點。

[關鍵詞]土質邊坡 穩定性影響要點

[中圖分類號] U213.1+3 [文獻碼] 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外，大部分坡體尚未采取工程支護措施。目前該人工邊坡局部已發生數處崩滑失穩現象；崩滑點位于坡體中、上部，植被不太發育，規模均較小。雖然，該人工邊坡失穩尚未造成人員傷亡和較大經濟財產損失，但該坡體開挖坡度較陡，若不及時治理較易引發進一步的崩塌或滑坡。

2工程地質條件

2.1巖土分層及其特征

巖土層按其地質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”）

土性為粉質粘土，呈灰黃、淺紅等色，稍濕，硬塑狀為主，土質較均勻，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”）

該層由片麻巖風化殘積而成，土性主要為砂質粘性土，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”）

按巖石的風化程度可劃分為全風化、強風化和中風化三個風化巖層，各巖層的分布及特征描述如下：

（1）全風化片麻巖（3-1層）：呈灰白、灰褐、褐黃、褐紅等色，巖石風化強烈，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）強風化片麻巖（3-2層）：呈褐黃、灰白、灰褐等色，巖石風化強烈，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）中風化片麻巖（3-3層）：呈灰、灰褐、褐黃等色，變余結構，塊狀構造，裂隙較發育，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

本場地8個鉆孔在鉆孔深度范圍內均為干孔。通過對地質環境條件及附近坡腳地下水出露特征等因素分析，預計邊坡穩定地下水位多數低于人工邊坡坡腳，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30m。

區內邊坡地下水位的變化與地下水的賦存形式及排泄、補給方式關系密切，由于大氣降水是地下水的主要補給來源，而每年的4～9月為本區的雨季，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。根據區域水文地質資料分析，勘查區地下水位動態變化相對較大，穩定水位年變幅一般為2～4m。

2.3不良地質條件

主要不良工程地質條件為孤石局部發育。該區孤石發育于坡體中，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。特別是臺風暴雨期間，在雨水沖刷作用下，孤石周圍土體會發生塑性變形或失穩，從而形成崩滑隱患或導致發生孤石滾落現象，直接威脅坡腳建筑和人員生命安全。另一方面，孤石發育于邊坡中，加大了坡體自重，增加了坡體發生崩滑失穩的可能。

3邊坡地質災害成因分析

該邊坡地質災害的成因分析如下：

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外，其余大部分坡面多未采取工程措施防護；而開挖坡度較陡，一般60～80°，不利于坡體穩定。

3.2巖土體的水理性能

構成坡體的巖土體主要為坡殘積土、全～強風化片麻巖，總體屬土質邊坡，這些巖土體的水理性能較差，遇水易軟化崩解，對高陡邊坡的穩定性不利。另外，邊坡的主要巖土體雖然具有強度較高、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、抗剪強度降低，從而降低邊坡的穩定性，因此，坡體巖土體水理性能較差是本區邊坡失穩的主要內因。

3.3孤石

該邊坡局部發育孤石。孤石的危害主要表現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生滾落，由此導致邊坡出現失穩現象。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定。

3.4氣象因素

勘查區雨季長，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。故雨季連續暴雨將是邊坡失穩的主要觸發因素。

3.5水文地質條件

本區為低丘陵區，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變化較大，主要表現為旱季丘頂無水（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力狀態。地下水位線以下土體的孔隙水壓力增加，從而降低其有效應力，而地下水位線以上的土體則不受水的影響。隨著有效應力的減小，一方面因作用于潛在破壞面上的法向應力降低而導致其抗剪強度降低，另一方面也會使土體本身的強度降低。此外，雨季期間降水入滲量增加，地下水徑流增強，土體殘留結構面中的細小顆粒流失量加大，從而降低土體抗剪強度，誘發邊坡失穩。

4邊坡穩定性計算

該邊坡總體屬土質邊坡，根據坡體條件，選用剛體極限平衡法中瑞典條分法和Bishop法來計算邊坡的穩定性。計算參數見表1，計算結果見表2。

根據計算結果，勘查邊坡3―3’、4―4’剖面所屬坡段屬于欠穩定，需重點加固防護；1―1’、2―2’剖面所屬坡段屬于穩定狀態，可進行一般防護。

5地質災害防治方案

根據該邊坡地質災害的形成機制，有關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）+格構梁+截排水”。

方案一適合于穩定性好的坡段，其目的主要是防治邊坡表層出現小型崩塌，其中對于坡高較大、坡度較陡的坡段，應分級放坡，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面。方案二是針對邊坡穩定性為欠穩定的坡段，防治目的是邊坡潛在出現較大范圍滑坡。

參考文獻

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

第三篇：淺談高填方邊坡的穩定性分析與治理對策

淺談高填方邊坡的穩定性分析與治理對策

【摘 要】高填方邊坡的穩定性一直都是影響工程質量與安全的一大重要技術問題，如何對高填方邊坡的穩定性做到準確分析，并尋找對應的加固方法，已經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定性進行分析，并探求合理的對策，以避免發生邊坡失穩事故。【關鍵詞】高填方邊坡；穩定性；對策

高填方是指根據需要將指定區域用土、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計。高填方邊坡就是用高填方設計方式加高的邊坡。由于高填方邊坡突出位置，其穩定性不僅關系到邊坡的穩固，而且一旦出現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”（現已改名為翡翠變）的設計任務，負責該工程的?三通一平?等施工圖紙的設計工作。220kV紅嶺變為廣西首個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，該區域擬建成物流園區，站址緊臨城市政規劃路。220kV紅嶺變站區場地南面為填方段，按照場平標高（56m-55.75m），紅嶺站址填土邊坡最高為26米。因此該工程初設階段考慮采用自然放坡和坦薩生態邊坡兩種方案。坦薩生態邊坡方案節省占地，由于進行加筋處理，分層碾壓后能有效控制不均勻沉降。回填土方量小，需要外購土少，有效減少外運填料產生的費用。完工后與周圍環境能很好融為一體。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.高填方邊坡穩定性分析方法與加固技術的研究現狀

1.1高填方邊坡穩定性分析方法的研究現狀

滑坡現象在自然界中時常發生，也引起了人們廣泛的關注。早期人們應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定性的相關數據，只能大致確定是否穩定。隨著人們對高填方邊坡穩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定性進行研究，使得出的高填方邊坡穩定性的結果得到數據支持。截止到目前，高填方邊坡穩定性分析主要有定性分析法和定量分析法兩種方法。根據不同的邊坡，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、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展動態。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、傳遞系數法等方法，數值分析法包括有限元法（FEM）、有限差分法（FDM）、無界元法（IDEM）、數值流形元法（NMM）等方法；不確定分析法包括可靠度評價法、人工神經網絡分析法（ANN）、灰色系統評價法、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的研究現狀

高填方邊坡滑坡、坍塌等邊坡穩定性不良帶來的危害會帶來經濟損失，甚至造成不可逆轉的巨大災害，因此，對高填方邊坡的加固技術進行研究具有重要的現實意義和社會意義。隨著工程師應對具有不同穩定性的邊坡，截止到目前，已經研究出了不少高填方邊坡的加固技術。高填方邊坡的加固技術主要包括重力式擋墻、抗滑樁、扶壁式擋墻錨桿技術、懸臂式擋墻、格構加固、噴錨網支護、坡慮法、注漿加固、懸掛式擋墻等加固技術。現有的高填方邊坡加固技術多種多樣，針對具有不同穩定性的高填方邊坡，我們需要選擇合適的加固技術，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新或完善已有的邊坡加固技術，盡全力去消除可以避免安全隱患，以保障人類和財產等的安全。

2.高填方邊坡的穩定性分析

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合的方法對其的穩定性進行分析：（1）影響高填方邊坡的穩定性的因素；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、水文、邊坡成因等影響邊坡穩定性因素，定量分析了邊坡的高度、面積、經濟效益等影響邊坡穩定性的因素。（2）影響高填方邊坡穩定性因素的敏感性分析；灰色關聯度方法是研究相關因素曲線的變化趨勢、方向、大小、速度等變化態勢相似程度，越相似關聯度越大影響越大，反之越小。本項目中采取灰色關聯度的方法對找出的影響邊坡穩定性的因數進行主次分析，確定出最具影響力的幾個關鍵因素。（3）選取合適的高填方邊坡穩定性的分析方法；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構的邊界條件、橫截面的形狀、地質屬性相關數據、承載能力等建立合適的模型。（5）確定處理方法；根據模型得出的相關數據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，然后對單元進行填土和其他材料，不斷重復直至結束。

3.高填方邊坡的治理對策

若高填方邊坡由于不穩定的原因發生事故，后果甚至可能出人意料，對于高填方邊坡的穩定性一旦發現問題，就應當采取合適的治理措施，以杜絕可以避免的安全隱患：（1）根據高填方邊坡所處的環境、機構等影響邊坡穩定性的因素，找出可以解決高填方邊坡穩定性的一些備選方案，是一種多屬性決策的方法，可以根據影響因素的權重、主次等進行對策選擇。（2）再根據實際情況從備選方案確定較優的選擇，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、護坡工程以及排水工程等措施，可以根據實際情況采取多種方案綜合實施。（3）從可行性方面、環境方面、工期方面、安全可靠方面、經濟效益方面、操作難易方面等方面對高填方邊坡的治理對策的熵權多目標優選進行決選，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行設計實施；梧州市220kV紅嶺變電站站址附近區域擬建成物流園區，附近地區列入2013長洲區政府征地拆遷計劃任務，并希望于年底完成征地工作。經過業主方，梧州市運行維護局多方協調，梧州市商貿物流園管理委員會同意配合本工程建設，將建設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，使變電站遠離高邊坡，以節省高邊坡的處理費用。故初設收口的站區土方按站區西南面圍墻距離回填邊坡頂40米計算，回填坡比為1：1.5，中間設三個馬道，馬道寬2.5米，馬道及邊坡外沿均設置截水溝，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

高填方邊坡的穩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重損失，我們應當加以重視。針對不同的高填方邊坡，我們可以從多種高填方邊坡穩定性分析方法中選擇一個或多種方法組合，然后再根據實際情況從可行性、地質水文、單元截面、經濟效益等方面用定性和定量分析法結合的方法確定最優方案，以將高填方邊坡的穩定性提高到能提高的最高程度。參考文獻：

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第四篇：基于支護結構應力監測的邊坡穩定性分析

基于支護結構應力監測的邊坡穩定性分析

摘 要：通?^對某高速公路邊坡防護結構開展實時應力監測，根據監測數據分析判斷邊坡施工過程中的穩定狀態以及應力損失情況，結合數值分析模型模擬應力損失后的土體受力和位移情況，分析結果表明，監測邊坡處于穩定狀態。

關鍵詞：應力；監測；邊坡；穩定性

中圖分類號：U416 文獻標志碼：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

某山區高速公路沿線部分邊坡開挖高度高，多采用錨固防護形式，而支護結構的工作應力是影響防護結構安全的重要因素。如果支護結構的工作應力過高，可能使防護設施發生突然破壞，成為工程中的“定時炸彈”；反之，如果工作應力衰減過大，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結構應力監測的邊坡穩定性分析技術研究，評估邊坡穩定性和安全防護有效性，保證錨固結構安全和邊坡穩定性。工程概況

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

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

測力計在安裝前可以根據工程實際情況進行現場率定。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格外小心，表面應平整，如果墊板表面有焊渣等異物，可能導致加載過程中出現讀數誤差。在正式加壓前，應先預壓二次，預壓時應緩慢施壓，并在最大壓力處保持一分鐘以上。預壓結束，測力計應靜止10分鐘后才能進行正式率定。

根據邊坡防護設計要求，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，各模塊與數據采集儀之間通過電纜連接組成一套完成的應力監測系統，為了方便野外長期監測，為整套監測系統安裝了太陽能供電系統，保證監測系統的長期穩定工作。監測系統現場布設圖見圖2。監測數據分析

應力監測設備安裝完成后，采用BSIL-MICRO-MCU測量系統對應力開展實時監測，通過對前期監測數據整理，得到各監測點應力監測數據曲線圖，其中一個監測點的監測數據見圖3。從監測數據曲線圖來看，該邊坡錨索預應力趨于穩定，說明該邊坡施工過程中處于穩定狀態。從監測數據分析可以看出，當錨索鎖定后，隨著時間的推移，會發生荷載損失，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。穩定性分析

根據監測點邊坡斷面截面尺寸及錨索布置情況，采用FLAC 3D數值分析軟件建立邊坡模型開展邊坡穩定性分析，如圖4所示。模型建立時的假設條件包括：不考慮Y方向不平衡力對邊坡穩定性的影響。邊坡側面采用法向約束，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力場，再降土體定義為摩爾庫倫模型，最后添加錨索構件，開始計算分析。

模型分析計算中采用的方法是強度折減法。該方法將邊坡剛好達到臨界破壞狀態時巖土體的抗剪強度進行折減的程度定義為邊坡安全系數，也就是巖土體實際抗剪強度與臨界破壞時的折減后剪切強度的比值。在分析計算結果時，當安全系數大于1時，邊坡處于相對穩定狀態；當安全系數小于1時，邊坡處于不穩定狀態，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措施時的邊坡安全系數，計算結果：安全系數0.92，小于1，說明此時邊坡處于不穩定狀態。邊坡剪切計算云圖中可以發現，出現了塑性貫通區，見圖5，即出現了潛在滑動面，邊坡可能發生失穩破壞。

第五篇：山區高速公路邊坡滑坡病害分析及治理方法

山區高速公路邊坡滑坡病害分析及治理

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

根據2011年底交通部發布的國家高速公路網規劃，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將穿過山區和丘陵地帶，由于修建公路要對沿線坡體進行挖方與填方，這就破壞了坡體的自然平衡條件，從而引起邊坡失穩，導致滑坡發生。在滑坡防治過程中，目前對滑坡地質勘察重視不夠，一味追求增大抗滑結構工程規模的思想來彌補對滑坡性質認識的不足，致使多數抗滑工程要么結構的安全系數過大，結構的抗滑能力遠沒有充分發揮。本文具體分析了山區高速公路邊坡滑坡病害，然后通過實例提出了相關治理措施，現報告如下。1 山區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濟損失約占突發性地質災害所造成經濟損失的80%，滑坡災害不僅治理費用大，而且還 可能威脅居民的安全而引發社會問題。國內曾出現過抗滑支擋結構失效的事件，失效輕微的如抗滑樁頂出現位移等則須采取二次支護措施進行處理，嚴重點的導致抗滑樁折斷，錨索拉出，再次發生滑坡災害。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，采用了抗滑樁的支護方式，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域產生了裂縫，由于地表水的不斷滲入，裂縫逐步發展擴大，最后不得不加用錨索錨固的方式對其進行二次加固支護。

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，碎石類土不易產生滑坡，粘性土在受水作用后易產生滑坡，基巖中頁巖、泥巖、千枚巖、泥灰巖、云母片巖易風化及遇水軟化，易產生滑坡。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K169段路基邊坡位于半山腰，歷史上該 邊坡就曾經發生過滑動變形，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，由于地質條件較差，巖石產狀較陡，均向河床傾斜，巖層為順層坡，節理裂隙發育，部分路段已產生滑坡，部分地段可能潛在邊坡整體滑動。根據現場勘察．在該段局部斷層較發育，將巖體切割成塊狀，部分地段己發生蠕變或變形，古滑坡在強降雨的天氣條件下極為容易復活，產生再次發生滑移的可能性。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。根據地質勘探可知，滑坡后緣基巖埋藏深度變小，80m外見基巖露頭，進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)在滑坡發展的邊界5m以外，設置斷面200×200mm環形截水溝以攔截地表水向滑體補給，迎水面設置泄水孔。(2)滑體區設樹枝狀排水系統，充分結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象。路基護面墻斷裂處多有流水涌出。為集中排除深層地下水，可設置排水隧洞或排水平孔。經過綜合分析，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，為提高滑坡的穩定性，也可采用抗滑樁、抗滑擋土墻和預應力錨索等支檔和錨固措施。由于滑坡體為第四紀殘坡積層，巖性主要為碎石土、含碎石粉質粘土等，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，嚴禁開挖中草藥破壞草場植被，嚴禁濫伐森林、礦山開采、修建山區公路和山區其它人類工程活動必須進行地質災害危險性評估，合理開挖和施工，防止由人為原因誘發或加劇滑坡災害的發生。

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

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