岩土工程边坡的稳定性及其设计分析

2020-12-20张朋

中国金属通报 2020年1期

关键词：抗滑桩锚索分析法

张朋

（济南市市政工程设计研究院 ( 集团 ) 有限责任公司，广东广州 5100000）

前的现状而言，我国的岩土工程边坡在施工期间缺乏一定的稳定性，从而导致整体的岩土工程质量与效率受到影响。基于此，本文将围绕我国岩土工程边坡的稳定性以及设计方案展开深入、细致的探讨，促使我国的岩土工程边坡能够更加稳定，提升其施工质量。

1 岩土工程边坡稳定性分析方式

1.1 定性分析法

1.1.1 成因历史分析法

所谓的成因历史分析法，主要对两个方面进行研究。首先，是对边坡地区的北京、地质结构特征、地质构造等作出研究。其次，是对边坡的坡高、坡形、坡体内外部是否发生变形情况作出研究。由此可见，此种方法在自然形成的斜坡中更为适用。

1.1.2 工程地质类比法

对于工程地质类比法而言，其类比所遵从的原则便是相似性，只有边坡的相似性高，才可以展开类比工作，类比的内容主要包含影响边坡稳定性的原因以及边坡工程地质条件[1]。

1.1.3 赤平极射投影法

所谓的持平极射投影法，实际上就是对不稳定结构土体有可能位移或变形的发现加以明确，从而对比边坡的稳定条件作出初步的评估。此种方法在岩土工程边坡稳定性分析中得到广泛的运用。

1.1.4 专家系统法

对于专家系统法而言，属于一种利用计算机技术进行分析的方法，此种方法能够通过专家的水准，从而对边坡的稳定性加以分析，同时将分析的大量经验与知识进行同模拟人类的解题策略进行融合。

1.2 定量分析法

1.2.1 极限平衡分析法

对于极限平衡分析法来讲，具有较长的发展时间，同时，具有众多的研究人员，属于较为代表性的分析方法，通常，将各种方法自身的特征作为依据，可以划分为简布法、瑞典条分法、斯宾塞法、瑞典圆弧法几种。

1.2.2 极限分析法

对于极限分析法来讲，实际上就是将理想刚塑性体进行应用，并将其处于极限状态。通过下限定理与上限定理，从而将极限荷载求解。不管外加荷载多复杂，边坡形态如何，都能够求得适用的荷载，是其最大的优势。

1.2.3 数值分析法

伴随着数值计算理论与计算机技术的不断发展，数值分析法目前在边坡稳定性分析中得到了广泛运用，发展速度快是其最大的优势。截至当下，快速拉格朗日法、离散元法、不连续变形分析法、有限单元法是数值分析方法常用的几种方式。

1.3 不确定性分析法

1.3.1 随机可靠性分析法

对于随机可靠性分析法来将，具有广泛的运用。此种方法能够对边坡稳定性影响因素加以分析，并且将当前的安全系数法存在的不足作出总结[2]。近些年以来，无论是我国，还是西方国家，对可靠度方法以及概率方法的研究，都是对随机可靠性分析法的延伸。

1.3.2 模糊可靠性分析法

对于模糊可靠性分析法而言，主要在上世纪 80 年代较为流行，比随机可靠性分析法的诞生要晚[3]。应用该方法，能够为人们概率假设、双状态假设在多数状况中是不正确的进行提示，是目前来说，可靠性学科研究的重心。

1.3.3 人工智能法

对于人工智能法来讲，虽然无法将土体内部的应变以及应力关系进行分析，但是，具有较为健全的数据与理论，促使其能够成为一种较为便捷的方式，并且将岩土工程中得到了广泛运用。

1.3.4 灰色预测系统法

所谓的灰色预测系统，实际上就是对影响边坡稳定性的因素加以分析。能够将各个影响因素之间的关联找到，是此方法最大的优势，能够将影响因素当中的主次关系加以明确，从而对边坡稳定性展开多方面的分析。

2 岩土工程边坡稳定性的设计

对于我国岩土工程边坡的稳定性设计工作而言，可以将其划分为加固以及防护两种。通常，防护工作是在边坡稳定的情况下进行，如果边坡不够稳定，则必须要先开展加固。通常，惯用的加固与防护的特征以及适用的范围如下。

2.1 各类加固的特征与其使用范围

2.1.1 抗滑桩

对于抗滑桩来讲，主要是对滑坡处理以及防止边坡下滑，而采取的一种钢筋水泥混凝土结构，能够起到巨大的抗滑作用。但是，投资较大是其明显的劣势。对于锚索抗滑桩来讲，具备抗滑桩的特征，但是要比抗滑桩更加能对强大的滑坡推力与土体压力承受[4]。将锚索加在桩顶，能够促使埋入土体当中的桩长减短，能够在滑坡推力大、边坡开挖后土体压力大的情况中得到适用。

2.1.2 预应力锚索

利用预应力锚索对单斜构造岩石边坡加以处理，能够确保此类边坡的稳定性获得提升，但是对于被锚固体的张拉控制用力、下滑力将无法精准的计算。对于锚索的锚固段来讲，应该在稳定的岩体中得以设置，通常用于岩石位置。压浆锚柱（固结）简单来讲，实际上就是向地层中将水泥浆注入，从而将土体、岩体的物理力学性质进行改变，促使边坡能够更加稳定[5]。

2.1.3 预应力锚索加固

将高强度的低松弛型钢绞线预应力锚索加以利用，能够对崩落体带来一定程度的预应力，从而将其刚度提升，促使预应力锚索作用范围中的岩石能够相互挤压，石裂隙面或滑动面的摩擦力能够加大，促使其自承能力获得强化，能够将岩体部分的位移或变形有效加以控制。

2.2 各类防护的特征与其适用范围

2.2.1 菱形网格护坡

对于菱形网格护坡工作而言，可以预制安装，同样也可以利用石砌或水泥混凝土现浇等方式。在网格中可以植入草，具有工艺简单的优势，但是，旨在土质挖方边坡以及填方边坡中得到适用。

2.2.2 喷射混凝土护坡

对于一些比较高的风化岩石边坡来讲，可以利用混凝土喷射的方式来达成防止风化、护坡的目的，并且，施工所用的设施简便、重量轻是其最大的优势，但是，费用高、厚度无法管控是其劣势[6]。

2.2.3 生物防护

对于生物防护工作而言，除了可以展开植树、传统的防护方式之外，还可以利用铺草皮、植草等方式，从而达成绿色防护的目的。在短期内能够将工程沿线的绿色景观加以恢复，并且能够将边坡冲刷避免，是其最大的优势，但是由于其养护费用比较高，所以想要确保其始终绿色存在一定的难度。因此，在防护时，应该选取适合当地生长环境的植物，并且将破坏别处生态来对本地边坡进行防护的现象加以避免。