高陡黄土边坡稳定性分析

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  [摘要]边坡稳定性分析一直是地质工程的重点研究课题之一。本文介绍了边坡稳定性分析的一般方法,并对各方法的基本假设条件做了比较,阐述了各方法的应用范围。文章以某建筑工地高边坡为例,应用简布法(Janbu)对高边坡做了稳定性分析,并提出基本的工程处理建议。
  [关键词]边坡 简布法 稳定性分析
  [中图分类号] U213.1+3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-8-356-1
  在黄土高原地区,为了争取更多建设空间,一些工程建设会对山体原始地貌进行改造,从而出现山体高边坡。边坡稳定性分析一直是人们研究的重点课题之一。
  1边坡的基本定义
  在岩土工程或地质工程研究领域,所谓“边坡”一般指自然斜坡、河流水岸坡、台塬塬边、崩滑流堆积体、以及人工边坡(交通道路、露天采矿、建筑场地与基础工程等所形成)等坡体形态的总称。对于土质边坡高度大于20m、小于100m或岩质边坡高度大于30m、小于100m的边坡,这些边坡称为高边坡。
  2边坡的稳定性分析方法
  边坡稳定性分析与评价的目的,一是对与工程有关的天然边坡稳定性作出定性和定量评价;二是要为合理地设计人工边坡和边坡变形破坏的防治措施提供依据。
  极限平衡法在工程中应用最为广泛,这个方法以摩尔—库仑抗剪强度理论为基础,将滑坡体划分为若干条块,建立作用在这些条块上的力的平衡方程式,求解安全系数。刚体极限平衡分析方法很多,在处理上,各种条分法还在以下几个方面引入简化条件:(1)对滑裂面的形状作出假定,如假定滑裂面形状为折线、圆弧、对数螺旋线等;(2)放松静力平衡要求,求解过程中仅满足部分力和力矩的平衡要求;(3)对多余未知数的数值和分布形状做假定。基于该原理的方法很多,如条分法、圆弧法、Bishop法、Janbu法、不平衡传递系数法等。极限平衡理论边坡稳定性分析方法基本条件的比较见表1。
  3工程实例分析
  3.1工程基本概况
  某建筑场地南侧边坡总体高约80m,长约120m,下部宽约220m,上部宽约110m,坡比为1:1,共7级,每级约10m,马道宽约2~3米。边坡表层离石黄土结构疏松,孔隙较大,在降雨和地震条件下,易发生黄土体内圆弧滑动。
  3.2边坡稳定性计算参数
  稳定性计算参数的选择,特别是抗剪强度参数C、φ的取值对稳定性定量计算结果有重要影響。本次稳定性计算参数见表2。
  3.3计算方法的确定
  高陡黄土边坡稳定性计算采用简布(Janbu)法,拟定一个危险滑裂面来计算高陡黄土边坡的稳定性系数。
  3.4边坡稳定性分析及评价
  本次选取了典型剖面进行稳定性计算,典型剖面见图2。高陡黄土边坡在自重状态下稳定系数Fs=1.111,处于基本稳定状态;在自重加暴雨状态下稳定系数Fs=1.104,处于基本稳定状态;在自重加地震状态下稳定系数Fs=1.060,处于基本稳定状态;由稳定性系数计算结果可知,边坡在暴雨和地震状态下,稳定性降低,较易发生滑塌,危害性大,须进行综合治理。
  3.5防治建议
  根据高陡黄土边坡的现状,以及威胁范围的大小,结合稳定性分析结果和类似边坡治理经验,提出该边坡的防治措施建议,应采用锚索框架支挡体系加固高陡黄土边坡中下部,黄土边坡坡脚以挡土墙支挡,并做好截、排水,将雨水及时排出坡体。坡体上部做植草护坡,防止雨水冲刷。
  4小结
  目前,所有定量的计算方法都是基于定性方向之上。边坡的稳定性分析方法繁多,根据具体边界条件及滑动面的形态选择适合的计算方法,能够得到较为准确的结果。
  参考文献
  [1]廖小平,朱本珍.路堑边坡工程理论与实践[M].中国铁道出版社. 2011.
  [2]郑颖人,陈祖煜,王恭先,等.边坡与滑坡工程治理[M] . 北京:人民交通出版社. 2007.
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