馮振國 張寧博
[摘要]邊坡穩(wěn)定性分析一直是地質工程的重點研究課題之一。本文介紹了邊坡穩(wěn)定性分析的一般方法,并對各方法的基本假設條件做了比較,闡述了各方法的應用范圍。文章以某建筑工地高邊坡為例,應用簡布法(Janbu)對高邊坡做了穩(wěn)定性分析,并提出基本的工程處理建議。
[關鍵詞]邊坡 簡布法 穩(wěn)定性分析
[中圖分類號] U213.1+3 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-8-356-1
在黃土高原地區(qū),為了爭取更多建設空間,一些工程建設會對山體原始地貌進行改造,從而出現(xiàn)山體高邊坡。邊坡穩(wěn)定性分析一直是人們研究的重點課題之一。
1邊坡的基本定義
在巖土工程或地質工程研究領域,所謂“邊坡”一般指自然斜坡、河流水岸坡、臺塬塬邊、崩滑流堆積體、以及人工邊坡(交通道路、露天采礦、建筑場地與基礎工程等所形成)等坡體形態(tài)的總稱。對于土質邊坡高度大于20m、小于100m或巖質邊坡高度大于30m、小于100m的邊坡,這些邊坡稱為高邊坡。
2邊坡的穩(wěn)定性分析方法
邊坡穩(wěn)定性分析與評價的目的,一是對與工程有關的天然邊坡穩(wěn)定性作出定性和定量評價;二是要為合理地設計人工邊坡和邊坡變形破壞的防治措施提供依據(jù)。
極限平衡法在工程中應用最為廣泛,這個方法以摩爾—庫侖抗剪強度理論為基礎,將滑坡體劃分為若干條塊,建立作用在這些條塊上的力的平衡方程式,求解安全系數(shù)。剛體極限平衡分析方法很多,在處理上,各種條分法還在以下幾個方面引入簡化條件:(1)對滑裂面的形狀作出假定,如假定滑裂面形狀為折線、圓弧、對數(shù)螺旋線等;(2)放松靜力平衡要求,求解過程中僅滿足部分力和力矩的平衡要求;(3)對多余未知數(shù)的數(shù)值和分布形狀做假定?;谠撛淼姆椒ê芏?,如條分法、圓弧法、Bishop法、Janbu法、不平衡傳遞系數(shù)法等。極限平衡理論邊坡穩(wěn)定性分析方法基本條件的比較見表1。
3工程實例分析
3.1工程基本概況
某建筑場地南側邊坡總體高約80m,長約120m,下部寬約220m,上部寬約110m,坡比為1:1,共7級,每級約10m,馬道寬約2~3米。邊坡表層離石黃土結構疏松,孔隙較大,在降雨和地震條件下,易發(fā)生黃土體內圓弧滑動。
3.2邊坡穩(wěn)定性計算參數(shù)
穩(wěn)定性計算參數(shù)的選擇,特別是抗剪強度參數(shù)C、φ的取值對穩(wěn)定性定量計算結果有重要影響。本次穩(wěn)定性計算參數(shù)見表2。
3.3計算方法的確定
高陡黃土邊坡穩(wěn)定性計算采用簡布(Janbu)法,擬定一個危險滑裂面來計算高陡黃土邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)。
3.4邊坡穩(wěn)定性分析及評價
本次選取了典型剖面進行穩(wěn)定性計算,典型剖面見圖2。高陡黃土邊坡在自重狀態(tài)下穩(wěn)定系數(shù)Fs=1.111,處于基本穩(wěn)定狀態(tài);在自重加暴雨狀態(tài)下穩(wěn)定系數(shù)Fs=1.104,處于基本穩(wěn)定狀態(tài);在自重加地震狀態(tài)下穩(wěn)定系數(shù)Fs=1.060,處于基本穩(wěn)定狀態(tài);由穩(wěn)定性系數(shù)計算結果可知,邊坡在暴雨和地震狀態(tài)下,穩(wěn)定性降低,較易發(fā)生滑塌,危害性大,須進行綜合治理。
3.5防治建議
根據(jù)高陡黃土邊坡的現(xiàn)狀,以及威脅范圍的大小,結合穩(wěn)定性分析結果和類似邊坡治理經(jīng)驗,提出該邊坡的防治措施建議,應采用錨索框架支擋體系加固高陡黃土邊坡中下部,黃土邊坡坡腳以擋土墻支擋,并做好截、排水,將雨水及時排出坡體。坡體上部做植草護坡,防止雨水沖刷。
4小結
目前,所有定量的計算方法都是基于定性方向之上。邊坡的穩(wěn)定性分析方法繁多,根據(jù)具體邊界條件及滑動面的形態(tài)選擇適合的計算方法,能夠得到較為準確的結果。
參考文獻
[1]廖小平,朱本珍.路塹邊坡工程理論與實踐[M].中國鐵道出版社. 2011.
[2]鄭穎人,陳祖煜,王恭先,等.邊坡與滑坡工程治理[M] . 北京:人民交通出版社. 2007.