山区公路岩土复合型高切坡稳定性分析

阮 高，李本云

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550000)

山区公路岩土复合型高切坡稳定性分析

阮 高，李本云

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550000)

山区路基开挖容易形成岩土复合型高切坡，在研究其破坏机制以及稳定性时通常会将其作为单一岩质或者是土质边坡进行处理，在治理过程中分析结果不具备针对性和有效性。结合岩土复合型高切坡的特征，可以将其破坏形式划分为上部土体内部破坏、上部土体沿土岩界面破坏、下部岩层平面滑动、下部岩层倾倒破坏四种类型，从而制定了岩土复合型高切坡稳定性分析方案。

山区公路；岩土；复合型高切坡；稳定性

1 岩土复合型高切坡变形破坏模式

(1)上部土体内部发生局部圆弧滑动。如果下部岩质边坡应力平衡，处于稳定状态，上部土体也可能会发生破坏，具体表现为圆弧滑动。当形成一定面积的互动面，其会因为坡形形成应力面，其不会受到地质上前期软弱层的影响，在发生滑坡之前，坡脚的应力会发生变化，应力多集中在某一部位，当剪应力超过该位置能够承受的最大抗剪强度时，则坡体的应力就会随之变化，尤其是蠕动应力，坡顶也会发生拉力破坏。若滑面中的剪应力超过土体的抗剪墙体，则就会造成滑面的整体性的位移。(2)上部土体沿土岩分界面滑移。这种破坏形式据以往工程案例来说，其多会发生在岩土体中起伏较大，垂直度较高的位置，若接触面岩土体的整体抗剪切能力较差，则就会引发变形，严重时会导致接触面发生移动。一般岩土工程中，堆积层底部的基岩顶面和对基层的内部层面大多和斜坡的倾向相同，很容易造成滑动，且表现为边坡顺着基岩顶面以及层面方向发生整体性的滑动。(3)边坡顺着基岩内的结构面发生了变形等破坏形式。如果下部岩质坡体应力不平衡，判定为不稳定状态时，则边坡会顺着软弱结构面发生破坏，也会影响到周围土体。若此类破坏发生，则会对高切坡的稳定性造成较大影响，因为高切坡的稳定性取决于下部岩质边坡，上部土体边坡可视为一定的负荷，将其加载于下部岩质边坡上。破坏形式可分为顺层滑动以及倾倒破坏。

2 山区公路岩土复合型高切坡稳定性分析

2.1 计算参数取值

(1)重力密度取值

某公路改建工程于2014年9月进行，在开挖路堑过程中发现斜坡土体出现了滑移，经仔细勘察斜坡体的中部以及后缘出现了多处裂缝，大小不切，经判断为张拉裂缝，两侧地带为剪切裂缝，斜坡体的稳定性较差，须立即处理，否则会影响后续施工，甚至不能如期完工。失稳变形高切坡的地形地貌受到地方的地质构造以及地层结构的影响较大，该工程大地貌单元属于浅中切割构造侵蚀(剥蚀)—中低山地形地貌, 起伏较大，坡度较陡。由于该工程建设过程中需要切坡，在场地的东南侧会形成一个人工高边坡，其高度约为23.24 ～48.65 m ，高边坡的顶部为土，高度约为5～10 m ，下部为岩。高切坡的的坡度为10°～35°，斜坡呈梯状，自然坡度角斜坡的前缘厚度较厚，后缘的皮坡度较大，没有发育良好的植被。

关于重力密度的具体取值，需要根据施工现场相关试验工作的开展以及试验结果进行选择，该工程高切坡的上部为块石土，下部为强风化页岩。根据实施的重力密度分析来看，该工程的块石土天壤重力密度是20.23 kN/m3，饱和重力密度为21.20 kN/m3。同时也进行了岩石试验，试验结果显示页岩天然密度为2 589 g/cm3，由于该工程的滑体页岩风化严重，且节理裂隙发育程度高，比较破碎，因此需要对重力密度进行折减，经过商议和计算，最终天然重力密度为24.50 kN/m3，饱和重力密度为25.40 kN/m3。

(2)抗剪强度取值

抗剪强度取值需要基于以下原则：第一，需要将宏观地质作为判断的基础；第二，基础为滑带土物质，需要就滑动面土质、含水量、滑面粗糙程度、滑面形态等多种因素进行综合考量；第三，将反算值以及测试值作为基本参考值；第四，可参考类似工程的选取参数。

主滑面参考值主要如下：天然状态黏聚力为35 kPa，内摩擦角为17.5°，暴雨状态黏聚力取值为34 kPa，内摩擦角为16.2°；次滑面参考值主要如下：天然状态黏聚力为19 kPa，内摩擦角取值为17.5°，暴雨状态黏聚力为18 kPa，内摩擦角为15.5°。

2.2 稳定性评价结果

现以该工程为例建立理想点法的高切坡稳定评价模型。因山区高切坡为一个开放且复杂的系统，其中存在的影响因素较多，基于以往类似工程实践经验和重要性、易测性原则，制定稳定性评价方案。该工程将高切坡岩土评价分为四个等级，即I级、II级、III级和IV级，分别表示稳定、基本稳定、欠稳定和不稳定。在建立的高切坡稳定评价指标体系中，正指标主要包括黏聚力、内摩擦角等，数值越大则表示高切坡的稳定性越好；逆指标主要指地形坡度、边坡高度等，数值越大则表示高切坡的稳定性越差。

因该工程为二级公路，依据公路设计规范，滑坡的安全系数需控制在1.15 ～ 1.20；但是由于工程所处地区降水量较大，所以了适当降低，该工程的安全系数最终设定为0.05 ～ 0.1 。

经过全面分析，确定该工程主要的处理措施为清方，同时需要做好坡面的排水工作。经过施工现场实地考察发现，受到断层的影响，滑坡地带的岩体非常破碎，其会对公路边坡的以及滑坡后缘清方形成的边坡造成影响，为此，施工单位决定采用锚索框架梁技术进行加固处理。

2.3 加固处治效果

该公路投入运行后未发生变形、位移等破坏形式，且运行状况良好。由此可见，对于该高切坡失稳的原因分析以及处理科学合理，有效防治了病害。

[1] 周志军，梁涵，庾付磊，等.山区公路高切坡岩土的理想点法安全评价[J].兰州理工大学学报，2013，39(4)：119-122.

[2] 郭志明，王明华.高陡顺向岩质人工边坡稳定性评价——以兴山县峡口码头高切坡为例[J].价值工程，2012，31(3)：85-85.

[3] 程心意，刘彬，侯炳绅，等.三峡库区某居民点高切坡变形体治理方案设计实例[J].资源环境与工程，2010，24(5)：600-604.

2017-03-14

阮高(1986-)，男，湖北蕲春人，工程师，从事公路岩土工程设计。

U416.1

：C

：1008-3383(2017)06-0062-02