路堑高边坡稳定性评价以及设计

71 科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 工 业 技 术随着岩土工程学科的发展,岩石力学的不断完善,为石质挖方边坡稳定性的定量分析和计算提供了有利条件。

岩体失稳现象的产生,是岩体受力后出现压缩变形、剪切位移和膨胀破裂的结果。

岩体的结构不同,其力学特性有较大差异,破坏的形式亦不尽相同,根本原因在于岩体往往是由具有不同变形特性的岩石和各种结构面组合而成,路堑开挖后边坡岩体的结构面,受多种因素的制约,往往较为复杂,需对结构面及其组合进行详细研究,然后采用多种方法进行综合分析和计算。

1 利用力学分析法对岩石路堑边坡的稳定性设计当岩质边坡顺向坡时,如果边坡角大于软弱岩层倾角 ,部分岩体在自重作用下,可能沿层面滑动。

此时如滑动面为直线形,即可计算边坡稳定系数。

岩层软弱面不一定均通过坡脚点,滑动面产生在任意高度h x 处的ED 线上,假定坡顶为水平线,此时滑动体的重力为: 1cos 2x Q Lh ,极限平衡时(K =1),不稳定的岩体边坡高度h x为: 22cos (tan tan )x ch 可见,当岩层倾角 固定时,极限状态下滑动岩体边坡高度,随c 与 值而定;同理,c 与 固定时,h x 随而定。

当 0452时,h x =0,此时岩体的稳定性最差; 值大于或小于 0452,岩质边坡的稳定性随之提高。

单一顺向坡并不多见,多数情况下为横向坡,而且岩层往往具有两组或多组结构面。

当边坡为具有两组结构面的滑动岩体,成半角锥体,其中岩层主结构面走向与边坡面的交角为,滑动岩体在重力作用下产生新断裂面与层面的交接线之倾角 ,同边坡角 方向一致。

岩石边坡稳定性的一般力学分析,对于块状岩结构,涉及因素较多,也可结合图解法进行设计验算分析。

一般条件下就重力作用而言,边坡愈缓,稳定性愈好,而对于易风化的岩层如果边坡愈缓,则坡面面积增大,因风化作用所造成的边坡失稳现象亦随之增加。

公路边坡稳定性评价方法及滑坡防治措施引言近年来，随着国民经济的飞速发展，“村村通公路”工程的进一步实施，在地形困难路段修建的公路越来越多。

受各种条件的限制，大填、大挖方路段频繁出现，相伴而来出现了较多的路堤边坡失稳，边坡及路堑边坡坍塌等地质灾难现象，给公路建设、运营带来巨大的经济损失。

因此在公路建设中需要选用合理的方法评价其边坡稳定性，根据评价结果确定合理的边坡治理措施进而做到既保证公路运营的安全，又节约投资。

由此看来，稳定性评价的方法显得至关重要。

本文对边坡稳定性评价方法和滑坡防治措施进行研究，为二程技术人员在实际工程中选用合理的评价方法和防治措施提供参考。

1、公路边坡病害的分类边坡病害可分为以下3类。

1、1滑坡滑坡是路基山坡土体或岩体由于长期受地下水、地表水活动的影响使其结构逐渐失去支撑力，在自重的作用下，整体沿着一定软弱面向下滑动。

滑坡按其引起滑动的力学特性来区分，可分为牵引式和推移式滑坡。

牵引式滑坡是下部先滑动，使上部失去支撑而变形滑动，一般速度较慢，可延续相当长时间，横向张性裂隙发育，表面多呈阶梯状或陡坎状。

推移式滑坡是上部岩土挤压下部岩土体产生变形，滑动速度较快，滑体表面波状起伏，多见于有堆积分布的斜坡地段。

1．2崩塌所谓崩塌是整体岩土块脱离母体，忽然从较陡的斜坡上崩落下来，并顺斜坡猛烈翻转、跳跃，最后堆落在山脚。

其具有突发性，危害较大，与滑坡的区别是崩塌发生急促，破坏体散开，并有倾倒、翻滚现象。

而滑坡体一般总是沿着固定滑动面整体、缓慢地向下滑动。

1．3剥落所谓剥落是指边坡表层受风化，在冲刷和重力作用下，不断沿斜坡滚落。

2边坡稳定性评价依据在对边坡进行稳定性评价之前，需要搜集工程地质环境资料，这既是选取边坡稳定性评价方法的依据，也是边坡稳定性评价的基础性资料。

它包括自然地理条件、地层岩性、地质构造及地震、水文地质条件等，可以通过查阅历史资料、调查访问及地质勘探获得”。

2边坡稳定性分析边坡稳定性分析主要采用定性与定量相结合的评价方法，根据2种方法的评价结果，得出统一结论，确定该边坡的治理措施。

某高速公路路堑边坡稳定性安全风险评价发布时间：2022-11-07T02:53:54.838Z 来源：《科学与技术》2022年7月第13期作者：张丽平[导读] 为保证高速公路运营安全，预防高速公路高边坡失稳的发生，本文通过现场地质调查与测试、岩体力学试验与指标研究、极限平衡计算等技术手段，张丽平广东省地质局第九地质大队 523000摘要：为保证高速公路运营安全，预防高速公路高边坡失稳的发生，本文通过现场地质调查与测试、岩体力学试验与指标研究、极限平衡计算等技术手段，查明边坡工程地质与水文地质条件，获得边坡岩体物理力学参数，计算分析边坡安全系数，揭示边坡变形失稳过程与破坏机理，并根据边坡稳定性评价结果，提出建议措施，以保证边坡的安全。

关键词：高边坡、变形、稳定性、评价引言项目区位于深圳外环高速公路东莞段第三标段东行方向右侧，距凤岗服务区约2km，该边坡总体为岩土质路堑边坡，修建深圳外环高速公路开挖形成，边坡总宽约172m，最大坡高约50m，坡向20°。

边坡现分六级，整体采用分级削坡+格构梁+锚杆（索）+梁间绿化+截排水的治理方案，局部采用浆砌石挡墙护面，边坡第6级以及边坡坡顶植被较发育，主要为灌木、杂草及少量乔木。

据原设计方案变更后的方案，一级边坡坡率1:0.5，采用12m长C32mm锚杆砼框架，框架梁内放置植生袋填土植草；第2～3级采用边坡坡率1:0.75，采用9m长φ32mm 锚杆砼框架，每2个框架梁内设6φ15.2mm点锚加固，锚索长度30m，第4～5级边坡坡率1:1～1:1.25，采用人字形骨架防护，人字形骨架内10cm厚挂铁丝网喷混植草。

1地质环境条件1.1气象水文场地地处北回归线以南，属亚热带海洋性季风气候，夏长冬短。

阳光充足，雨量充沛，气候温差振幅小，季候风明显等特点。

多年平均气温为23.1℃，日照时数充足。

场地内气象灾害主要为热带气旋、暴雨，雨量分布不均匀，呈双峰型：主峰出现在5～6月，称“龙舟水”；次峰在8～9月称“白露水”。

高速公路路堑边坡设计分析摘要：近年来，我国的高速公路工程建设越来越多，在高速公路工程中，高填深挖方式的路基应对边坡经稳定性验算，确定合理的断面形式和支挡防护形式。

在对比边坡稳定性分析方法的基础上，根据路堑高边坡的具体情况，按极限平衡法对边坡的稳定性进行分析，并对高边坡进行设计。

关键词：道路工程；高速公路；路堑；高边坡；设计引言路堑边坡施工是按照设计防护方案进行实施的活动，其施工质量好坏对施工及运营期边坡稳定性具有较大的影响。

因此，本文通过公路路堑边坡的工程实践，总结了见到的施工问题，并提出相应的对策，以便为后续公路路堑边坡的安全施工提供一些借鉴。

1路堑边坡坡体结构分析依照路堑边坡物质成分、风化情况、岩土体组成成分与其强度等进行综合分析，对边坡工程种类进行归类，主要包括土质及类土质边坡、岩质边坡、二元结构边坡、复合结构边坡等。

各边坡特性具体分析如下：（1）土质及类土质边坡。

土质边坡主要是指由土类物质构成的边坡主体。

由于土类物质分布情况不同，土质边坡可以分为均质土边坡与类土质边坡。

两者各自的典型代表分别是第四系坡残积黏土层边坡与河流高阶地沙卵石土边坡。

（2）岩质边坡。

岩质边坡主要是指由岩体构成的边坡主体。

依照岩体风化破碎程度与结构面不同进行综合分析，岩质边坡可以划分成三类，分别是岩石边坡、破碎岩石边坡、顺层岩石边坡。

其典型代表是志留系炭质板岩边坡与白垩系粉质砂页岩边坡。

（3）二元结构边坡。

二元结构边坡主要是指边坡主体由上下两层构成，一般表现为下层是岩体上层为覆盖土体，岩石与土二元接触形成边坡主体。

其代表边坡为第三系砂砾岩边坡，该类边坡由于组成材料的特殊性，岩土极易轻微膨胀，诱发边坡病害发生。

（4）复合结构边坡。

复合结构边坡具体是指上述3种边坡复合而成的坡体，其表现为上述3种边坡各自的特性并相互影响干扰。

依据各边坡复合位置可以分为垂直方向复合边坡与水平方向复合边坡。

2工程概况某道路工程（以下简称万洋高速）全线按高速公路标准建设，双向4车道，设计速度100km/h，主线整体式路基宽度26.0m，中央分隔带为凸型。

路基边坡稳定性设计路基边坡滑坍是公路上常见的破坏现象之一。

例如，在岩质或土质山坡上开挖路堑，有可能因自然平衡条件被破坏或边坡过陡，使坡体沿某一滑动面产生滑动。

对河滩路堤、高路堤或软弱地基上的路堤，也可能因水流冲刷、边坡过陡或地基承载力过低而出现填方土体（或连同原地面土体）沿某一剪切面产生坍塌。

路基边坡的稳定性涉及岩土性质与结构、边坡高度与坡度、工程质量与经济等因素。

一般情况下，对边坡不高的路基，如不超过8 m的土质边坡、不超过12 m 的石质边坡，可按一般路基设计，采用规定的坡度值，不作稳定性分析计算。

对地质和水文条件复杂、高填深挖或有特殊使用要求的路基，应进行稳定性分析，保证路基设计既满足稳定性要求，又满足经济性要求。

4.1 边坡稳定性分析概述4.1.1 影响路基边坡稳定性的因素根据土力学原理，路基边坡滑坍是因边坡土体中的剪应力超过其抗剪强度所产生的剪切破坏。

因此，凡是使土体剪应力增加或抗剪强度降低的因素，都可能引起边坡滑坍。

这些因素可归纳为以下5点：①边坡土质。

土的抗剪强度取决于土的性质，土质不同则抗剪强度也不同。

对于路堑边坡而言，除与土或岩石的性质有关外，还与岩石的风化破碎程度和形状有关。

②水的活动。

水是影响边坡稳定性的主要因素，边坡的破坏总是或多或少地与水的活动有关。

土体的含水率增加，既降低了土体的抗剪强度，又增加了土内的剪应力。

在浸水情况下，还有浮力和动水压力的作用，使边坡处于最不利状态。

③边坡的几何形状。

边坡的高度、坡度等直接关系土的稳定条件，高大、陡直的边坡，因重心高，稳定条件差，易发生滑坍或其他形式的破坏。

④活荷载增加。

坡脚因水流冲刷或其他不适当的开挖而使边坡失去支承等，均可能增大边坡土体的剪应力。

⑤地震及其他震动荷载。

4.1.2 边坡稳定性分析方法路基边坡稳定性分析与验算的方法很多，归纳起来有力学分析法、图解法和工程地质法（比拟法）。

力学分析法又称极限平衡法，假定边坡沿某一形状滑动面破坏，按力学平衡原理进行计算。

山区道路深路堑边坡稳定性分析及支护设计摘要：山区道路建设产生的深路堑边坡，由于受地形地貌、工程地质、水文和外力作用等因素制约，其边坡稳定性分析较复杂，边坡支护须综合考虑多因素进行设计。

基于“固脚强腰”边坡支护设计理念，本文结合工程案例，通过对深路堑边坡支护前赤平投影和计算分析，支护设计后再次计算验证，检验支护设计方案的安全性和可行性，为类似山区道路深路堑边坡工程的稳定性分析和支护设计提供参考。

关键词：山区道路；深路堑；边坡稳定性分析；支护设计。

中图分类号：TU43文献标识码：A文章编号：1 引言山区道路总体设计时平纵选线宜利用山势及地形，尽量避免路基高填深挖形成高边坡。

深路堑边坡受地形地貌、工程地质、水文和其他外力作用等因素制约，其边坡稳定性分析较复杂，边坡支护须综合考虑多因素进行设计。

本文结合工程实例，充分掌握路基深路堑边坡设计条件，准确研判边坡破坏机制，提出合理的设计方案，经计算验证边坡稳定性满足规范要求，并做好边坡防护及排水措施，保证路基边坡的安全性。

2工程概况2.1地形地貌拟建山区道路深路堑边坡场地属构造剥蚀浅丘地貌，整体呈斜坡及沟谷地形，南北走向，沿线植被茂密。

场地内为斜坡地段，地势陡峻、地形坡度约为20～35°，局部地形坡度达到50°，沿线地形起伏变化较大，整体地势呈南低北高。

2.2地层岩性据现场调查及钻探揭露，地层由新至老分述：①素填土：紫褐色，主要由砂岩、泥岩块石和碎石及粘性土组成，局部含有少量的建筑垃圾、生活垃圾。

块、碎石含量26～40，粒径一般10～1080mm，结构主要呈松散～稍密状，稍湿。

该层主要分布于场地地表，堆填时间一般在3年以上，钻探揭示厚度0.43～8.02m。

②粉质粘土：黄灰、黄褐色，软塑～可塑状，含植物根系及有机质。

切面较光滑，稍有光泽，韧性中等，干强度中等，无摇震反应。

该层在场地内分布较广，钻探揭示厚度0.43～16.32m，属残坡积成因。