黄土高边坡工程稳定性分析及设计
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基岩
［］ 民， ５安 杨宏 丽， 苏武斌 ． 西北黄土地 区
天然容重 Ｔｋ ／３ （Ｎｍ） １． ６ ７ ｌ． ７ Ｏ １． ９ Ｏ
２． ３ ０
饱和容重 。ｋ ／￣ （ ｍ Ｎ １． ８ Ｏ ｌ． ８ ５ ２． ０ ５
２． ３ ５
天然状态 粘聚力 Ｃ ｋａ （Ｐ） ２． ０ Ｏ ３． ５ Ｏ ３． ５ Ｏ
图７ 东区断面天然工况下边坡安全系数
图８ 西区断面天然工况下边坡安全系数
一 … 一 、 ，
主要 参考 文献 ：
／
／： ．／ － ／ －
＿ ， ／
黄土力学与工程 ［】 西安 ： Ｍ． 陕 ｊ … １刘祖典 西科学技 术出版社 ，９ ７ １ ９． 【】 ２昊玮江 ， 王念秦． 土滑坡 的基本类型 黄 与活动特征 ［】 中国地质 灾害与防治 学 Ｊ．
１ ９ ． １ ２ ９ ８ ２． ．
表 ３ 边坡计算稳定性表 断面
东区
西区
天然工况（ 圆弧法）
１ ２ ．９ ３
１ ０ ．８ ３
天然工况（ 裂隙圆弧）
１ ２ ．６ ３
１ ０ ．３ ３
暴雨工况
１ ９ ．９ １
１ ９ ．９ ２
地震工况
１ ５ ．７ １
１ ５ ．４ １
［】 Ｂ ０ ３－ ０ ２建 筑 边坡 工 程技 术 规 ８Ｇ ５ ３ ０２ ０ 范 【】 北京： ｓ． 中国建筑工业 出版社， ０２ ２０．
所示 。（ ７１） 图 － ０
数。
（ ） 雨和地 震 （ 度 ） 况下安全 二 暴 ７ 工
根据稳 定性计算 ， 搜索 开挖后 最危险
西区某 断面在暴雨工况 滑 面， 计算结果如表 ３所示 ： 正常工 况下 （ ） 然 工 况 下安 全 系数 。 ７为 东 系数 。图 ９为东 、 一 天 图 采用 圆弧法计算所 得的边坡的安全系 安全 系数 为 １ ０ 非常工况 Ｉ ． ， ３ 安全系数为 区某 断面 天 然 工 况 下 ， 用 圆弧 法 和 裂 隙 下 ， 采
报，０２１．． ２ ０． ２ ３
（ 东 区 断 面 （Ｓ Ｉ ９ ） （） 区 断面 （Ｓ ｔ ２） ａ ） Ｆ ＝ ． ９ ｂ 西 １ Ｆ＝． ９ ２
（ 东区断面 （Ｓ Ｉ１７ （ 西区断面 （Ｓ Ｉ ５ ） ａ ） Ｆ＝ ． ） ｂ ５ ） Ｐ ＝ ． ４ １
图 ９ 暴 雨工况下边坡安全系数
论和建议：
１ 、结合类似工程经验和相应规 范对
黄土 高边坡进行优化 设计及在 不 同工况 条件下边坡的稳 定性分析结果表 明， 优化
设计方案满足工程稳定性要求。
２ 高边坡开挖 变形 影响因素众多 、 、 规 模较 大、 害严重 ， 危 应采用刷 坡、 支挡、 锚
固措施 ， 结合排水等多种手段进行综合治 理。要综合考虑多种影 响因素， 特别是地 图 ６ 东区高边坡设计典型剖面图
形、 降水等不利影 响， 确保工程安全 ， 不留
隐患。同时， 在工程施工期 间， 强监测 、 加
预警 ， 采取完善 的安保措施 ， 确保施 工人
员安全。
（） 圆弧法） Ｆ ＝ ３ ９ （） 裂隙圆弧法） Ｆ ＝ ． ６ ａ（ （ Ｌ ２） ｂ （ Ｓ （ Ｉ ２） Ｓ ３ （ （ ａ 圆弧法） Ｆ ＝ ． ８ ） 裂隙圆弧法） Ｆ ＝ ． ３ ） （Ｓ Ｉ ０ ） （ ３ （Ｓ Ｉ ０ ） ３
《 经与技 ２年月下 第９ 合 济科》０ ４号（ ４ ） 作 １ ２ 总３ 期
皿
．， ２ ． 所 ５ 圆弧法计算所 得的边坡 的安全系数 计算 数；图 ｌ ０为东、西区某断面在 地震 工况 １ ６ 非 常工 况 Ⅱ安全系 数 为 １１ ， 设 计断面满足工程稳定性要求。（ ３ 表 ）
五 、 论 结
通过 上述 对富 县某 工程 的典型高边
坡的优化 设计和稳定性计算 ， 到以下结 得
２ ０ ． １ ２ ０ ０ １． ．
正常工况
边坡处于天然状态下 仅考虑坡体自重， 坡体 自 重按天然重度计算 降雨状态下 内自重按饱和重度计算，ｍ以下按照天然容重计算 ５
非常工况 Ｉ 边坡处于暴雨或连续 仅考虑坡体自重， 强降雨条件下， 坡体地表下 ５ ｍ范围 非常工况Ⅱ 边坡处于地震状态下 仅考虑坡体自 坡体自 重， 重按天然重度计算以 及水平地震力 表 ２ 边坡岩土主要物理力学参数指标表 土层名称 （ 上而下） 自 Ｑ黄土 ４ Ｑ 黄土 ， 粉质粘土
一
信息 科技
图 稳 定性计算采用 简化 ｂｓｏ ｉ ｐ法进 行 断 面及 计 算 结 果 图 。 ８为 西 区 某 断面 在 下 ， 采 用 圆 弧 法 计 算 所 得 的 边 坡 安 全 系 ｈ
计算 ， 计算 结 果如 图 ７ 图 ８ 图 ９ 图 １ 两种算法下的安全系数计算结果图。 、 、 、 Ｏ
图１ 地震工况下边坡安全系数 ０
表１ 边坡计算工况和荷载一览表
工况 工况 描述 荷载
【】 海波 ， ３姜 苏生瑞 ， 万魁 等． 倪 陕北地 区
黄土 节理 对公路 边坡 稳定 性的影响 … ． 工程 地质 学报 ， ０６ １ ． ． ２０．４３ ［］ ４张倬 元． ４ 滑坡 防治工程 的现 状与发展 展望 【】 地 质 灾 害 与 环 境 保 护 ， Ｊ．
１ｏ ｏ
边坡 设计 选型 … ． 武汉 大学学报 （ 学 工
版 ） ２ ０ ． ０ ６ ， ０７ ４． ．
内摩擦角 （ 。 ） ｌ． ９ Ｏ ２． ５ Ｏ ２． ６ Ｏ土公路 阶 梯状 高路 堑边坡稳 定性研 究 … ． 岩石 力 学与工程 学报 ， ０ ０２ （ １ ． ２１．９增 ） ［】 ７ 杨重存 ． 土 高路 堤及路 堑 的稳 定与 黄 变形性 态分 析 与研 究 … ． 东北 公路 ，
［］ 民， ５安 杨宏 丽， 苏武斌 ． 西北黄土地 区
天然容重 Ｔｋ ／３ （Ｎｍ） １． ６ ７ ｌ． ７ Ｏ １． ９ Ｏ
２． ３ ０
饱和容重 。ｋ ／￣ （ ｍ Ｎ １． ８ Ｏ ｌ． ８ ５ ２． ０ ５
２． ３ ５
天然状态 粘聚力 Ｃ ｋａ （Ｐ） ２． ０ Ｏ ３． ５ Ｏ ３． ５ Ｏ
图７ 东区断面天然工况下边坡安全系数
图８ 西区断面天然工况下边坡安全系数
一 … 一 、 ，
主要 参考 文献 ：
／
／： ．／ － ／ －
＿ ， ／
黄土力学与工程 ［】 西安 ： Ｍ． 陕 ｊ … １刘祖典 西科学技 术出版社 ，９ ７ １ ９． 【】 ２昊玮江 ， 王念秦． 土滑坡 的基本类型 黄 与活动特征 ［】 中国地质 灾害与防治 学 Ｊ．
１ ９ ． １ ２ ９ ８ ２． ．
表 ３ 边坡计算稳定性表 断面
东区
西区
天然工况（ 圆弧法）
１ ２ ．９ ３
１ ０ ．８ ３
天然工况（ 裂隙圆弧）
１ ２ ．６ ３
１ ０ ．３ ３
暴雨工况
１ ９ ．９ １
１ ９ ．９ ２
地震工况
１ ５ ．７ １
１ ５ ．４ １
［】 Ｂ ０ ３－ ０ ２建 筑 边坡 工 程技 术 规 ８Ｇ ５ ３ ０２ ０ 范 【】 北京： ｓ． 中国建筑工业 出版社， ０２ ２０．
所示 。（ ７１） 图 － ０
数。
（ ） 雨和地 震 （ 度 ） 况下安全 二 暴 ７ 工
根据稳 定性计算 ， 搜索 开挖后 最危险
西区某 断面在暴雨工况 滑 面， 计算结果如表 ３所示 ： 正常工 况下 （ ） 然 工 况 下安 全 系数 。 ７为 东 系数 。图 ９为东 、 一 天 图 采用 圆弧法计算所 得的边坡的安全系 安全 系数 为 １ ０ 非常工况 Ｉ ． ， ３ 安全系数为 区某 断面 天 然 工 况 下 ， 用 圆弧 法 和 裂 隙 下 ， 采
报，０２１．． ２ ０． ２ ３
（ 东 区 断 面 （Ｓ Ｉ ９ ） （） 区 断面 （Ｓ ｔ ２） ａ ） Ｆ ＝ ． ９ ｂ 西 １ Ｆ＝． ９ ２
（ 东区断面 （Ｓ Ｉ１７ （ 西区断面 （Ｓ Ｉ ５ ） ａ ） Ｆ＝ ． ） ｂ ５ ） Ｐ ＝ ． ４ １
图 ９ 暴 雨工况下边坡安全系数
论和建议：
１ 、结合类似工程经验和相应规 范对
黄土 高边坡进行优化 设计及在 不 同工况 条件下边坡的稳 定性分析结果表 明， 优化
设计方案满足工程稳定性要求。
２ 高边坡开挖 变形 影响因素众多 、 、 规 模较 大、 害严重 ， 危 应采用刷 坡、 支挡、 锚
固措施 ， 结合排水等多种手段进行综合治 理。要综合考虑多种影 响因素， 特别是地 图 ６ 东区高边坡设计典型剖面图
形、 降水等不利影 响， 确保工程安全 ， 不留
隐患。同时， 在工程施工期 间， 强监测 、 加
预警 ， 采取完善 的安保措施 ， 确保施 工人
员安全。
（） 圆弧法） Ｆ ＝ ３ ９ （） 裂隙圆弧法） Ｆ ＝ ． ６ ａ（ （ Ｌ ２） ｂ （ Ｓ （ Ｉ ２） Ｓ ３ （ （ ａ 圆弧法） Ｆ ＝ ． ８ ） 裂隙圆弧法） Ｆ ＝ ． ３ ） （Ｓ Ｉ ０ ） （ ３ （Ｓ Ｉ ０ ） ３
《 经与技 ２年月下 第９ 合 济科》０ ４号（ ４ ） 作 １ ２ 总３ 期
皿
．， ２ ． 所 ５ 圆弧法计算所 得的边坡 的安全系数 计算 数；图 ｌ ０为东、西区某断面在 地震 工况 １ ６ 非 常工 况 Ⅱ安全系 数 为 １１ ， 设 计断面满足工程稳定性要求。（ ３ 表 ）
五 、 论 结
通过 上述 对富 县某 工程 的典型高边
坡的优化 设计和稳定性计算 ， 到以下结 得
２ ０ ． １ ２ ０ ０ １． ．
正常工况
边坡处于天然状态下 仅考虑坡体自重， 坡体 自 重按天然重度计算 降雨状态下 内自重按饱和重度计算，ｍ以下按照天然容重计算 ５
非常工况 Ｉ 边坡处于暴雨或连续 仅考虑坡体自重， 强降雨条件下， 坡体地表下 ５ ｍ范围 非常工况Ⅱ 边坡处于地震状态下 仅考虑坡体自 坡体自 重， 重按天然重度计算以 及水平地震力 表 ２ 边坡岩土主要物理力学参数指标表 土层名称 （ 上而下） 自 Ｑ黄土 ４ Ｑ 黄土 ， 粉质粘土
一
信息 科技
图 稳 定性计算采用 简化 ｂｓｏ ｉ ｐ法进 行 断 面及 计 算 结 果 图 。 ８为 西 区 某 断面 在 下 ， 采 用 圆 弧 法 计 算 所 得 的 边 坡 安 全 系 ｈ
计算 ， 计算 结 果如 图 ７ 图 ８ 图 ９ 图 １ 两种算法下的安全系数计算结果图。 、 、 、 Ｏ
图１ 地震工况下边坡安全系数 ０
表１ 边坡计算工况和荷载一览表
工况 工况 描述 荷载
【】 海波 ， ３姜 苏生瑞 ， 万魁 等． 倪 陕北地 区
黄土 节理 对公路 边坡 稳定 性的影响 … ． 工程 地质 学报 ， ０６ １ ． ． ２０．４３ ［］ ４张倬 元． ４ 滑坡 防治工程 的现 状与发展 展望 【】 地 质 灾 害 与 环 境 保 护 ， Ｊ．
１ｏ ｏ
边坡 设计 选型 … ． 武汉 大学学报 （ 学 工
版 ） ２ ０ ． ０ ６ ， ０７ ４． ．
内摩擦角 （ 。 ） ｌ． ９ Ｏ ２． ５ Ｏ ２． ６ Ｏ土公路 阶 梯状 高路 堑边坡稳 定性研 究 … ． 岩石 力 学与工程 学报 ， ０ ０２ （ １ ． ２１．９增 ） ［】 ７ 杨重存 ． 土 高路 堤及路 堑 的稳 定与 黄 变形性 态分 析 与研 究 … ． 东北 公路 ，
