山区高等级公路高填深挖路基边坡的稳定性探讨

黄爽

摘 要：随着道路建设的发展，其发展速度已由发达地区向西部山区迈进。在山区高等级公路进行建设时，离不开对边坡稳定性的探讨，边坡稳定性的提高可以保障车辆的行驶安全，保障人们的生命财产安全。本文首先对边坡稳定性的背景以及研究目的做出了相应的阐述，之后对国内发展现状做了相应的介绍，分析了定性，定量，半定量三个发展阶段特点，最后探讨影响边坡稳定性的因素，提出了两种边坡稳定性分析法，极限平衡法为最适用的一种方法。

关键词：边坡稳定性生命财产安全半定量极限平衡法、沉降监测

一．引言

在改革开放初期，我国道路建设就已经取得了突飞猛进的进展，我国只用了十年走完了西方资本主义国家四十年才走完的路。到了二十一世纪，我国道路建设实现了由量到质的转变，道路建设也开始向山区发展靠拢，但是由于山区地形复杂多变，道路建设的过程中面临许多突出性问题。山区在建设高等级公路的过程中面临着高填深挖路基不稳定性的问题，导致山区交通事故的频发，给人民的生命安全造成了严重的威胁。

高填路基和深挖路基在陡峭地段均会造成严重的影响，高填路基会造成山体滑坡，边坡失去稳定性等问题。深挖路基也可能会导致山体滑坡问题，同时还可能出现山区边坡过于高导致失稳塌方问题。因此无论是高填路基还是深挖路基都需要对山区道路进行一定的防护措施，保障人民的生命安全。

二．国内的研究现状

随着道路建设的迅猛发展，人们对于山区高等级公路高填深挖路基稳定性问题越来越重视，早期对于三峡水利工程高边坡理论研究探讨时，完善了稳定性边坡理论。工程师们对地质进行勘测，用运动学手段和动力学手段分析出如何高效的避免山区边坡滑坡现象，他们指出对边坡滑坡问题的探讨可以用确定性和不确定性两种方式进行探讨，确定性分析法中的极限平衡分析法应用比较广泛。

我国国内对边坡稳定性探讨主要分成而来三个主要发展时期，1960年以前，1960年至1980年，1980年之后。在1960年之前，对于边坡稳定性的研究还不完善，采用的是极限平衡的方法进行分析，通过类比来确定边坡的角度设计，此过程被称为定性阶段。在1960年至1980年，对边坡稳定性的研究取得了突出的成果，工程师们开始意识到累进破坏性会导致边坡的不稳定性。1980年之后，对于边坡稳定性研究方法更加成熟，开始将稳定性研究与计算机技术相结合，用计算机模拟边坡高填深挖路基的过程，此阶段采用的是定量或者半定量的的研究发展阶段，其中在此之后对于高等级路基设计如图1所示。

图1

三.边坡稳定性影响因素

对边坡稳定性影响最大的就是地质条件，岩土体的地质性质越好，边坡的稳定性控制就会越高。地质的构造对边坡稳定性同样具有重要的影响，不同地质构造的发育程度，连通性，结构面的产出状态以及填充物的成分，填充物的物质组成成分均不同。结构面的产出状态对边坡稳定性的影响最高，比如当结构面和边坡面处于同一方向倾斜时，会造成边坡失稳现象的发生。而结构面和边坡面相逆时可以加固边坡的稳定性。

人类活动性因素的影响，比如人工削坡会导致边坡变薄，边坡的抗滑能力减弱，但是边坡的下滑力却没有发生改变，抗滑和下滑两方面因素相结合会导致边坡稳定性极速下滑。人工对边坡进行加载也会导致边坡的稳定性减弱，对于边坡的坡顶进行加载可以增加边坡坡体的下滑力度，但是人们并未对抗滑能力进行相应的加强，此举会导致边坡稳定性减弱。人为对坡顶加载也会导致边坡岩土体的破坏，最糟糕的是可能会导致边坡加载物变得很松散进一步导致边坡稳定性减弱。

四．边坡稳定性分析

4.1 数值分析法

截止目前为止，数值分析过程中最常用的方法就是有限单元法，有限单元法从边坡的实际情况出发，结合计算机编程技术，充分考虑边坡岩土壤的性质结构和不均匀的介质特征，从各种角度对边坡的破坏性形式进行探讨，有利于分析出边坡相关的应力分布和位移情况，他的缺点也比较突出，体现在数据繁杂方面，由于原始数据经常出现混淆现象，会导致相应物理量的测量不够准确。

数值分析法还有边界单元分析法和离散元分析法，以上三种数学分析法均要建立相应的数学模型基础上，选取相应的参数，并对其进行计算，将得到结果对比分析。会使用较多的人力和物力，对工程师的数学能力要求极高，对数学计算的精准度也要求极高。因此实际应用往往不如极限平衡法。

4.2 确定性分析法-极限平衡分析法

极限平衡法主要是通过力学方法进行分析和研究，通过防滑系数受力分析以及对其进行理论计算对比，可以得到边坡滑动面的稳定性系数，极限平衡法的关键之处在于是对边坡滑面的形态和大体范围进行分析，选择合适的计算参数从而进一步研究滑体的荷载性程度。极限平衡法所得结果简单易懂，且操作计算过程也简单明了，因此工程师们普遍会采用极限平衡法进行边坡稳定性分析。

五．盐渍土路基沉降监测

5.1 沉降机理

盐渍土沉降机理主要包括瞬时沉降，主固结沉降，次固结沉降三种。对盐渍土沉降原理进行分析，观察土地排水之前和排水之后的沉降量参数，其中总沉降量=瞬时沉降+主固结沉降+次固结沉降。采用分层总和计算方法，用修正系数乘以一维固结沉降计算可以得到沉降量，将检测到的数据进行结果汇总，绘制成图表进行观测并对其进行沉降监测分析，采用双曲线法和修正的指数曲线法计算数据，预测地基的最终沉降量。

5.2 利用电子水准仪进行观测

电子水准仪对于边坡开挖沉降监测作用日益增强，逐渐取代了传统的测量仪器，对边坡实施沉降监测时首先进行测点布置，设置基点，边缘两点分布最好不要超过8m距离，其他点之间的距离也不要超过3m，测点的填埋应保证牢固性，最好使用混凝土。在沉降监测点的布置之中要规划好原地面线，沉降点，计算破裂面以及下降后地面距离最低底部的高度等。在实地监测中要保持三不变原则即测量人员，测量仪器，测量数据均保持不变。只需轻按仪器便可以测量成功，沉降检测表还应该包括监测断面桩号，测点编号，初测日期，初测高度，沉降量，日沉降速率等要素。通过对数据进行整合分析，可以分析出沉降量偏大的点的位置，在盐渍土路基施工的过程中，可提高施工质量，确保工程的顺利进行。

进行数据分析时，观测沉降量相对较大的断面，观察分析数据后向相应的施工部门进行相关汇报，传递路基沉降量的最新沉降情况。施工部门注意后可观测到在再对相应断面进行观测，查看是否得到改善，可有效的保障施工质量。

参考文献：

[1]张鹏.软弱地层对高填路堤变形及稳定性的影响[J].甘肃科学学报,2019,31(03):97-102.

[2]侯权河.山区高填路基差异沉降标准和控制技术研究[J].四川建材,2018,44(11):127-128.

[3]陈思先.山区高填路基差异沉降标准和控制技术探究[J].安徽建筑,2018,24(05):251-252.

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