2020年巖土工程師《專業(yè)知識》考點:路基邊坡穩(wěn)定性

路基邊坡穩(wěn)定性：

路基邊坡包括天然邊坡、旁山線路的半填半挖路基邊坡以及深路塹的人工邊坡等。

任何邊坡都具有一定的坡度和高度，在重力作用下，邊坡巖土體均處于一定的應(yīng)力狀態(tài)，在河流的沖刷或工程的影響下，隨著邊坡高度的增長和坡度的加大，其中應(yīng)力狀態(tài)也不斷增強(qiáng)。當(dāng)剪應(yīng)力大于巖土體的強(qiáng)度時，邊坡即發(fā)生不同形式的變形與破壞。其破壞形式主要表現(xiàn)為滑坡、崩塌和錯落。

土質(zhì)邊坡的變形主要決定于土的礦物成分，特別是親水性強(qiáng)的粘土礦物及其含量，在地下水的作用下，粘土的膨脹使土體的強(qiáng)度顯著降低，加速邊坡的變形。影響土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的因素，除受地質(zhì)(成分、結(jié)構(gòu)和成因類型)、水文地質(zhì)和自然因素影響外，施工方法是否正確也有很大關(guān)系。如違反開挖順序，或在坡體上存土加載，修建水池及其他建筑物，不合理地開挖便道以及爆破等都能引起滑坡的發(fā)生和發(fā)展。

巖質(zhì)邊坡的變形主要決定于巖體中各種軟弱結(jié)構(gòu)面的性狀及其組合關(guān)系，它對邊坡的變形起著控制作用。在人工邊坡形成臨空面的條件下，必須具體分析被切割的山體中各種軟弱結(jié)構(gòu)面可能起滑動和切割巖體的作用，只有同時具備臨空面、滑動面和切割面三個基本條件，巖質(zhì)邊坡的變形才有發(fā)生的可能。影響巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的主要因素是巖石性質(zhì)、構(gòu)造情況、巖體結(jié)構(gòu)類型、水文地質(zhì)條件、邊坡要素及其規(guī)模以及施工條件等。此外，巖石的風(fēng)化，大氣降水的沖刷，地下水的滲流，溫差的變化，干濕的交替，裂隙充填物的吸水膨脹等作用，坡體上的堆積加載，地震以及人類的工程活動等都能促使邊坡變形的發(fā)生和發(fā)展。

由于開挖路塹而形成的人工邊坡，改變了天然山坡的穩(wěn)定條件，加大了山坡的陡度和高度，使山坡的邊界條件發(fā)生變化，破壞自然山坡原有應(yīng)力狀態(tài)以及巖土體的原生結(jié)構(gòu)，加大臨空面，使巖土體暴露于地表，不僅受到大氣降水的沖刷和侵蝕，而且又經(jīng)受各種風(fēng)化營力的作用，加速巖土體的風(fēng)化進(jìn)程，導(dǎo)致巖土體強(qiáng)度的降低，促進(jìn)山坡不穩(wěn)定因素的發(fā)展。同時，開挖的臨空面又往往使各類軟弱結(jié)構(gòu)面(層面、節(jié)理面、斷層面、古滑坡面等)組合而成的滑落體失去支持，為山坡的失穩(wěn)創(chuàng)造了條件。此外，有時因開挖而切割含水層，地下水滲出產(chǎn)生動水壓力，或因滲水凍結(jié)而產(chǎn)生凍脹力，更進(jìn)一步破壞了山坡巖土體的穩(wěn)定性。

路塹邊坡不僅可能產(chǎn)生工程滑坡，而且在一定條件下，還能引起古滑坡復(fù)活。由于古滑坡發(fā)生時間較長，在各種外營力的長期作用下，其外表形跡早已被改造成平緩的山坡地形，若不注意觀察，很難發(fā)現(xiàn)。當(dāng)施工開挖使其滑動面臨空時，很易引起處于休止階段的古滑坡重新活動，造成邊坡不穩(wěn)定。如成昆線嘎立車站附近，位于牛日河左岸一級階地以上的斜坡地帶，在施工中曾引起古滑坡的復(fù)活。此外，其他山區(qū)線路也常出現(xiàn)古滑坡復(fù)活的情況。

山區(qū)鐵路，即使線路在較平緩的山坡地段通過，有時路基必須采用深挖方案，就需重視該地段深挖路塹邊坡的穩(wěn)定性問題，這是因為有些平緩山坡的工程地質(zhì)條件較復(fù)雜，巖性種類繁多，風(fēng)化程度各異，基巖面起伏不平，其上又常為第四紀(jì)沖積、坡積、洪積、冰積等成因類型的土層所覆蓋，土體多由砂類土和碎石類土所組成，其中常含有不規(guī)則的粘土透鏡體，土層飽水后呈軟塑—流塑狀態(tài)，在這種地方開挖路塹，往往出現(xiàn)邊坡變形問題。

人工邊坡一經(jīng)開挖，有的立即發(fā)生變形，威脅施工的安全，也有的需要相當(dāng)長時期才發(fā)生變形，使鐵路的正常運(yùn)營受到影響?；伦冃螌β坊奈：Τ潭龋饕獩Q定于滑坡的性質(zhì)、規(guī)模、滑體中含水情況以及滑動面的傾斜程度。只有掌握滑坡變形發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律，才能得出正確的結(jié)論，提出有效的防治措施，減少或避免滑坡對鐵路工程的危害。

邊坡穩(wěn)定性分析必須建立在正確的地質(zhì)分析基礎(chǔ)上，首先要求對地質(zhì)環(huán)境充分了解，找出滑坡發(fā)生演變的主導(dǎo)因素，確定滑坡的邊界條件，正確選取計算參數(shù)，然后選擇適用的計算公式，按力學(xué)分析法進(jìn)行計算，評定邊坡的穩(wěn)定性。在一定條件下，也可采用工程地質(zhì)類比法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析，此法主要是把已有邊坡的設(shè)計經(jīng)驗應(yīng)用于工程地質(zhì)條件、斜坡類型及其模式等相似的新邊坡，通過類比，對邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行評價，最終確定其坡角和坡高。

不穩(wěn)定邊坡的治理原則是以防為主，及時根治。防治的含義包括線路繞避規(guī)模較大而難以整治的斜坡地段;消除或改變促使邊坡穩(wěn)定性惡化的主導(dǎo)因素，防止發(fā)生危害性較大的破壞。常用的治理措施有：

① 修筑錨桿擋墻、成排設(shè)置抗滑樁、抗滑明硐等支擋性建筑物;

② 對于規(guī)模小的滑體或不良的地質(zhì)體可全部消除，但對規(guī)模大的滑坡，則主要采用上部刷方、下部填方(所謂“削頭補(bǔ)足”的辦法)來減緩坡度、增加斜坡的穩(wěn)定性，或者改變邊坡結(jié)構(gòu)，降低坡高;

③修筑天溝、側(cè)溝、盲溝、支撐滲溝及堵塞滑坡裂縫等，防止地表水和地下水滲入滑體內(nèi)，避免巖土因受濕而抗滑力進(jìn)一步降低;

④有時在邊坡表面上，局部或全部用灰漿或瀝青進(jìn)行抹面，噴射水泥砂漿，修筑漿砌片石或混凝土護(hù)坡，采用骨架支撐式護(hù)坡及種植草皮等，以防止大氣降水對邊坡面的沖刷和巖石風(fēng)化;

⑤有些情況下可采用摻砂翻夯、硅化法、焙燒法等土質(zhì)改良方法，提高土體的力學(xué)強(qiáng)度，使邊坡達(dá)到穩(wěn)定。

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