软岩高陡边坡的稳定性分析评价

田 华

（核工业西南勘察设计研究院有限公司，四川 成都 610061）

软岩高边坡变形失稳的情况常常出现在山区工程建设当中，因为现在没有完全认识到这种边坡的变形破坏规律，所以无法定量的判断锚固支挡工程的有效性，造成逐渐增多的该类边坡的失效案例。因此有必须要针对软岩高陡边坡的稳定性进行分析评价，最终使山区工程建设的质量得到有效保证。

1 某软岩高陡边坡的工程概况

相对于粘性土以及膨胀土等边坡而言，软岩高陡边坡非常容易被忽视，这是由于其会在坡面形成一段时间之后才会出现变形破坏，其往往会经过长期变形以及应力场的变化之后，受边坡岩体结构的影响，在极端气候或地震工况下，就有可能导致大规模整体式滑坡现象的出现，从而严重的影响到了治理工作的顺利开展和治理效果。

1.1 前期变形破坏迹象

场区岩层产状平缓，岩体结构较完整，层理发育一般，层面结合程度好，岩质边坡的稳定性主要受节理裂隙面以及坡体岩体特征控制，尤其是风化脱落和水的作用对边坡的稳定性影响最大。风化裂隙长时间发育后结构面力学性质变差、遇暴雨等不利因素作用下，易形成小型危石及风化松散岩块。上覆表层土体在大气降雨形成的坡面流冲刷下，使土体重度增加，抗剪强度减小，坡顶易产生小方量土体溜滑。

1.2 岩体结构与边坡岩性

1.2.1 岩体结构

二叠系中下统风化泥岩属于该边坡的揭露地层，碎块石土或者黄土状粉质粘土是其坡顶的主要组成部分，而弱风化砂岩则是其坡脚地层的主要组成部分。

①碎石土：该边坡的碎石土呈现出较杂的颜色、其状态稍密、稍湿，有块石不均匀的夹杂在其中，其中最大的能够达到1.2m的直径，具有6—10cm的厚度。

②强风化泥岩：主要表现为薄层状，其主要的颜色为红褐色，在风化的作用下，其已经变为碎块状以及鱼鳞状。

③弱风化砂岩：主要表现为中厚层状，其主要的颜色为灰褐色，其性质属于长石石英细砂岩，而且其构造为块状，受到的风化作用不明显。

1.2.2 岩土结构

区内边坡主要为岩质挖方边坡，仅4段部分区段为填方边坡。根据调查边坡岩性主要为薄-厚层状构造泥岩，局部夹薄层砂岩及泥质粉砂岩。岩层产状173～178°∠7～9°，比较平缓，层理一般不发育，层面整体结合程度好，但局部段存在厚约0.1-0.4m的泥化夹层，可见潮湿状渗水。据岩石物理力学试验指标统计并结合区域资料来看，场区岩石属极软岩，具饱、脱水易软化、风化、崩解的特性。土体主要分布于1-3段高边坡顶部及4段填方区，其中1-3段土层厚度薄，厚约0.5-2.0m，为粉质粘土，仅15-15′～16-16′剖面坡顶堆填厚度约2m的素填土，松散状；4段填方区厚度较大，最高约19m（槽谷地带），为强-中风化泥岩块、碎石土，土体松散-稍密，下伏软-硬塑的粉质粘土，由于该填方土体位于平缓槽谷中，无滑移剪出的可能，虽进过一定的压实，但密实度不高，易产生不均匀沉降。

1.3 水文地质

1.3.1 地下水富水性

边坡地下水类型主要为基岩裂隙水，其次为土层孔隙水。因场区地处斜坡地带，土层厚度薄，地形坡度大，无地表水体存在，加之基岩以泥岩为主，属相对隔水层，故场区地下水较为贫乏。据地面调查边坡区内未见有泉点等地表出水点，仅在高陡切坡局部坡体上泥质粉砂岩及节理裂隙发育带呈潮湿浸水状出水；钻探揭露上覆土层多呈干燥及稍湿状，钻孔多为干孔，仅4段边坡下部坡脚一带钻孔静止水位在2.30～18.10m，埋深变化较大，且无统一地下水面，以上均可说明本区勘察范围内地下水不丰富。

1.3.2 地下水补给、径流、排泄条件

区内地下含水层主要受大气降水补给，上覆土层松散，孔隙大，强风化基岩裂隙较发育，加之高陡切坡地形，其径流、排泄条件好，补给条件差，场地富水性弱，水文地质条件属简单类型。

2 该高陡边坡整体稳定性评价

有很多的复杂因素能够影响到高陡边坡整体稳定性，而且受到不同组合条件的影响，这些因素会对边坡稳定性产生不同的敏感度。软岩高陡边坡整体稳定性会受到这些因素之间耦合作用以及相互作用的各种影响，而且往往呈现出非线性的特点。截止到现在，有很多方法能够评价分析高陡边坡整体稳定性，但是同时也具有较多的问题。

在对软岩高陡边坡整体稳定性进行评价的时候，必须要选择多种手段和方法，其中广泛运用的方法就是赤平投影法，同时这种方法也是最为有效的一种方法。立足于该方法，能够开展极限平衡法计算，在定量计算分析软岩高陡边坡整体稳定性的时候非常适用。

2.1 采用赤平投影法的运用

利用赤平投影法首先可以将工程当中的可能不稳定块体找出来，这种块体具有较大的出现崩滑的可能性，然后要对其中能够将崩滑体形成的侧边界找出来，同时计算出崩滑体的滑移面以及崩滑体的后缘裂缝。

2.2 等效内摩擦角评价法的运用

在该高陡边坡9m高度的边坡当中，除了具有风化掉块的情况，，裂缝基本上没有存在于坡顶之上，具有较为稳定的特点，然而其12m高度的边坡具有较差的自稳性，而且没有明显规律存在于结构面当中，但是具有十分良好的结合，属于一种碎裂镶嵌型岩体。根据测算，我们最终确定60°～50°属于其边坡岩体的等效内摩擦角的范围，然后以裂缝在坡顶的发育情况为根据，确定53°为其边坡的等效内摩擦角。根据这些结果，得出不稳定边坡就是其中大于53°坡度的边坡的结论。

2.3 Sarma法为根据验算其稳定性

以前面分析评价的边坡岩体的优势面特性以及其结构类型作为根据，我们可以得出以下结论，在计算分析评价该高陡边坡整体稳定性的时候采用Sarma法是非常合适的。其结构面抗剪强度参数的取值见表1。

在计算的时候利用Sarma法，可以计算出其不稳定块体具有大于1.066的稳定系数，而且其属于一种极限平衡状态，符合边坡的变形，同时也表明了在计算该高陡边坡其他段稳定性的时候可以采用该计算参数。

2.4 应对措施以及治理效果

利用上述方法评价算该高陡边坡的整体稳定性，可以得出以下结论，该高陡边坡属于一种极限平衡状态，具有比较差的稳定性，因此需要对其实施加固处理。

利用锚杆加预应力锚索实施治理，并且进行重复高压注浆，将双层金属网外铺在上面，同时利用混凝土喷射出一定的厚度，将截水沟以及排水沟设在边坡上下及马道的位置，同时采用必要的减少降水对岩体破坏的措施。在治理的过程中，需要注意以下几点要求。

1）边坡支护措施的使用年限不低于场地内拟建物的使用年限。

2）应采用动态法设计，信息法施工，边坡开挖后应立即进行支护。

3）一级边坡支护结构设计中，应充分考虑其顶部拟建筑物基础的水平荷载、垂直荷载对边坡支护结构的不利影响。

4）支护结构基础应置入稳定的中风化之下基岩内，并满足抗滑、抗倾覆稳定要求。

<1)，且各件产品是否为不合格品相互独立．

5）采用锚杆锚固措施时，锚固端应嵌入完整的中风化一下基岩内。

6）对切坡面顶部、中部应设置足够宽度的落石平台及护栏，拦截上部落石。

7）由于边坡高度较大，切忌无序作业，并应预留1～2m进行人工开挖。

8）施工期间对切坡面存在的欠稳定岩土体建议进行清除。

在实施对该软岩高陡边坡的治理措施之后，具有非常明显的效果。经过该治理工程，我们认为分析评价该软岩高陡边坡的稳定性具有十分可靠的特点，而且具有十分合理的设计施工，最终使该矿井的安全性得到了有效的保证。

结语

计算技术方法、岩石力学以及工程地质学等很多学科在分析评价软岩高陡边坡的稳定性的时候都得到了运用，如果单纯的利用力学以及数学方式很能完成对其的计算论证和评价。在分析评价软岩高陡边坡的稳定性的时候需要掌握第一手的地质环境条件资料，这是做出准确评价的关键。以此为基础，针对软岩高陡边坡的稳定性进行计算，能够有效的保证边坡加固设计的准确性，并且能够使治理效果得以提升。

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