某高速公路边坡稳定性分析

李 泽 山

(中铁十七局集团第二工程有限公司，陕西 西安 710043)

某高速公路边坡稳定性分析

李 泽 山

(中铁十七局集团第二工程有限公司，陕西 西安 710043)

针对宁都至定南高速公路A9标段边坡的具体情况，分析了影响边坡稳定性的因素，并采用理论方法，计算了A9标段边坡的稳定性，提出了提高边坡稳定性的措施与有效的防护方法，确保了高速公路的安全性。

高速公路，边坡，稳定性，防护措施

边坡稳定性一直是边坡工程的核心内容，贯穿于边坡工程全过程[1]。目前我国基础建设的大力发展，边坡稳定问题变得越来越突出和重要。这些看似表面的活动，却带来了灾难性的破坏和损失。目前随着我国经济的快速发展，高速公路的建设方兴未艾，边坡的稳定性对高速公路的正常运营起到至关重要的作用，确保高速公路边坡的正常运营已经是业界日益重要的课题之一[2]。本文针对宁都至定南高速公路(以下统称宁定高速公路)A9标段边坡的具体情况，分析影响该边坡稳定性的具体因素，采用理论计算的方法对该边坡进行分析，并提出合理的防护措施和建议。

1 工程概况

宁定高速公路是连接鄱阳湖生态经济区、赣南原中央苏区与珠三角地区的赣粤省际快速运输通道的重要组成部分，对于完善该地区的公路网结构，改善当地的交通条件，促进当地的经济发展具有重要意义。A9标段位于江西与广东两省的交界处，段内有多处高边坡路段，需要进行边坡的稳定性分析。

2 影响宁定高速公路A9标段边坡稳定性的因素

宁定高速公路A9标段路线跨低丘陵沟谷地貌，地势起伏较大，岩土表层覆盖1 m～3 m褐红色含砾低液限粉质粘土，下伏地层为加里东期花岗岩，全、强风化层厚15 m～25 m，宁定高速公路A9标段内的边坡主要受岩土性质的影响，人为削坡活动也为影响边坡稳定性的重要因素。

3 A9标段边坡稳定性分析

3.1 边坡稳定分析方法

分析方法一般分为定性、定量和数值分析三种方法。定性分析法[3]综合考虑多种影响边坡稳定的因素，能够快速判断边坡稳定的状况，即抗滑力与滑动力的比值。定量分析法得出具体的稳定安全系数，应用最多、范围最广的是极限平衡法和有限元法。

具倾斜坡面的土体或岩体，由于坡表面倾斜，在坡体本身中力及其他外力作用下，整个坡体有从高处向低处滑动的趋势，同时由于坡体土自身具有一定的强度和人为的工程措施，它会产生组织坡体下滑的抵抗力。一般来说，如果边坡土体内部某一个面上的滑动力超过了土体抗滑力，边坡滑动，失去稳定，反之。在工程上常用边坡稳定安全系数来衡量：

(1)

其中，τf为沿整个滑裂面上的平均抗剪强度；τ为沿整个滑裂面的平均剪应力；Fs为边坡稳定安全系数，Fs>1，土坡稳定；Fs<1，土坡失稳；Fs=1，土坡处于临界状态。

3.2 A9标段边坡稳定性案例分析

A9标段路线全长4.895 km，起点K206+700，终点K211+595.2，总体呈南北走向。位于终点的江西、广西两省交界处的路段边坡由于雨水作用存在隐患，但还没有明显的破坏迹象，出于安全考虑，施工单位根据相关道路数据，进行该路段抽样边坡验算，根据相关资料已知为：路基高度13 m，顶宽10 m，其横截面初步拟定如图1所示，垃圾填土为粉质中液限亚粘土，土的粘聚力c=10 kPa，内摩擦角24°(tanφ=0.45)，重度γ=17 kN/m3，荷载为公路—Ⅰ级汽车荷载，对该边坡进行了稳定性分析。

采用瑞典圆弧法进行分析[4]，绘出三条不同位置的滑动曲线：一条通过路基中线；一条通过路基的右边缘；一条通过距右边缘1/4路基宽度处，以路堤纵向长度1 m计算出各分段的重力，在滑动曲线切线方向分力Ti=Gisinαi，并分别求出此两者之和∑Ni和∑Ti。

计算出滑动曲线圆弧长L，计算稳定系数：

同样计算得K1=1.11，K3=1.40。由于通过路基中线的曲线的稳定系数最小，最靠左边，所以，在左边缘与路基中线之间的中点绘一条滑动曲线，计算其稳定系数K4=1.12。可见，第一条曲线为极限的滑动面，其稳定系数略小于1.25～1.50范围要求，因此，该边坡稳定需要加强。边坡横断面图见图1。

4 边坡失稳的防护

通过计算得知该边坡的稳定性略低于要求，因此需要采取科学有效的措施，依然可以防范边坡失稳的发生，在本工程中主要采取的措施有：

1)采用机械进行削坡。通过机械作业，人为地对该边坡适当削坡，放缓边坡的坡度，从而提高该边坡的工程稳定性。

2)采取边坡防护措施。削坡后，为改善环境，通过合理的防护形式以达到保持水土、稳定边坡的效果，采用了肋式拱型骨架防护的形式进行了路堑边坡的防护，施工方法新颖，实用，与周边环境相协调，产生了明显的社会效益和经济效益。

5 结语

在新建高速公路的修建中，为了满足设计路线的需要，不可避免地会出现高边坡的形式，而高边坡的安全性直接影响公路的正常运营。介绍了影响边坡稳定性的因素，对宁定高速公路A9标段的边坡稳定性进行了案例分析，采取了削坡和肋式拱型骨架的边坡防护措施，达到了提高边坡稳定性的效果。

[1] 陈新民，罗国煜.基于经验的边坡稳定性灰色系统分析与评价[J].岩土工程学报,1999,21(5):638-641.

[2] 邓 爽，陈开圣.某山区公路边坡稳定性调查分析[J].贵州大学学报(自然科学版)，2016,33(5)：121-125.

[3] 魏雨露,韩霁昌.土质边坡稳定性及可靠度分析方法研究[J].陕西水利，2016(S1):24-26.

[4] 于 志.公路土质边坡稳定性研究[D].长沙：湖南大学,2009.

The slope stability analysis of a expressway

Li Zeshan

(The2ndEngineeringCo.,LtdofChinaRailway17BureauGroupCorporation，Xi’an710043,China)

According to the specific slope situation of section A9 of Ningdu to Dingnan expressway, the influence factors of slope stability were analyzed, the theory was used to analyze the slope stability, reasonable measures to improve the slope stability and the effective reinforcement method were adopted, ensured the safety of the highway.

expressway, slope, stability, reinforcement measures

1009-6825(2017)05-0178-02

2016-12-04

李泽山(1983- )，男，工程师

U416.14

A