朱麗麗，高路恒

（1.重慶市勘測院，重慶400020；2.江蘇工程職業(yè)技術(shù)學院，江蘇 南通 226007；3.重慶交通大學，重慶400074）

道路邊坡的穩(wěn)定是實現(xiàn)道路及行車安全的基礎(chǔ)。地質(zhì)災(zāi)害作用下的邊坡失穩(wěn)破壞已成為我國防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域的重要課題，我國相關(guān)科研工作者一直致力于道路邊坡的設(shè)計加固等方面的研究。從道路邊坡誘發(fā)破壞的本質(zhì)出發(fā)，對邊坡失穩(wěn)進行階段性研究，分析災(zāi)害能量鏈在介質(zhì)載體中的傳輸演化以及介質(zhì)擾動對邊坡失穩(wěn)破壞的影響，以加強對邊坡破壞控制的認識，為道路邊坡設(shè)計提供參考。

1 能量鏈演化機理

道路邊坡破壞失穩(wěn)的階段性是災(zāi)害能量鏈演化的階段性反應(yīng)。地質(zhì)災(zāi)害能量在介質(zhì)載體中的傳播演化主要包括能量質(zhì)點、能量環(huán)鏈、能量破壞面及能量破壞體形成的各個環(huán)節(jié)，即地質(zhì)災(zāi)害的能量傳播演化體現(xiàn)了災(zāi)害誘發(fā)的階段性特點，能量鏈致災(zāi)各階段的形成伴隨著能量聚集、耗散及耦合等特性，能量鏈演化的階段性是探索道路邊坡破壞過程的前提。

能量鏈的演化體現(xiàn)了“點－鏈－面－體”的演化關(guān)系。地質(zhì)災(zāi)害中能量的傳播演化階段性特性符合突變理論的主要思想，即能量鏈的形成包括能量質(zhì)點、能量環(huán)鏈、能量破壞面及能量破壞體等階段，或者各階段間總是由能量的量變演化向能量質(zhì)變演化關(guān)系發(fā)展。

能量鏈的演化具有階段循環(huán)演化特性。地質(zhì)災(zāi)害的能量致災(zāi)演化可分為災(zāi)害的孕育階段、強化階段及爆發(fā)階段。災(zāi)害的形成以災(zāi)害孕育階段為起點，即能量質(zhì)點的形成過程；通過能量的量變演化，逐步實現(xiàn)能量演化的強化，即能量環(huán)鏈的形成過程，實現(xiàn)了能量鏈演化的第一次質(zhì)變；能量環(huán)鏈所積聚的能量繼續(xù)聚集，導致能量鏈的能量進一步壯大，最終演化為能量破壞面（邊坡滑動面）或能量破壞體，最終，地質(zhì)災(zāi)害瞬間爆發(fā)。

地質(zhì)災(zāi)害爆發(fā)后，能量演化并未終止。災(zāi)害爆發(fā)結(jié)束代表能量鏈已斷裂，此階段能量處于耗散狀態(tài)，地質(zhì)變化逐步穩(wěn)定。但災(zāi)害爆發(fā)后，還會引起其他次生災(zāi)害的發(fā)生，此時剩余的災(zāi)害能量仍處于介質(zhì)載體之中，并繼續(xù)重復能量鏈的演化過程，體現(xiàn)了能量鏈演化具有破壞性和循環(huán)演化性。

2 能量演化過程對邊坡介質(zhì)的擾動分析

邊坡失穩(wěn)破壞現(xiàn)象是地質(zhì)災(zāi)害中能量鏈式演化的客觀反映之一，邊坡介質(zhì)擾動離不開能量鏈的演化，能量鏈的演化是介質(zhì)擾動的本質(zhì)原因。

在地質(zhì)災(zāi)害能量演化過程中，介質(zhì)載體粒子不斷的吸收能量，并引起地層開裂，當某一區(qū)域的介質(zhì)粒子產(chǎn)生局部集中位移，并使位移達到了地殼破裂的程度，則導致地殼從開裂擴展到破裂，介質(zhì)位移形成了一條或若干條滑動面，當滑動面上的介質(zhì)粒子繼續(xù)吸收能量使位移進一步擴展，整個地殼將發(fā)生劇烈運動，導致地震破壞。從以上分析可以看出，災(zāi)害產(chǎn)生的實質(zhì)是能量演化引起介質(zhì)載體的不斷運動所致。

介質(zhì)載體的粒子波動不會一直進行，但地震能量的演化過程卻是一個持續(xù)不斷的過程。地震能量在介質(zhì)載體中不斷演化，當?shù)卣鸨l(fā)停止時，能量演變?nèi)栽谶M行，只不過介質(zhì)載體粒子的位移暫時處于平衡消逝狀態(tài)。在災(zāi)害誘發(fā)開始至爆發(fā)結(jié)束的整個環(huán)節(jié)中，介質(zhì)載體對能量的吸收與耗散也是分階段交互演化的。介質(zhì)載體位移與地震能量破壞力的作用共存于一體，即破壞力作用于結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生破壞的同時也在耗散能量，破壞力的產(chǎn)生與能量的耗散同時產(chǎn)生，同時消逝。此時，地震災(zāi)害爆發(fā)后，災(zāi)變能量又將繼續(xù)在介質(zhì)載體中聚集與儲存，為下一災(zāi)害的孕育提供了演化的啟蒙條件，即在自然界中各災(zāi)害存在惡性循環(huán)的關(guān)系，邊坡失穩(wěn)的階段性分析如圖1所示。

3 邊坡破壞特性分析

道路邊坡破壞是邊坡下介質(zhì)顆粒吸附災(zāi)害能量而不斷產(chǎn)生位移的過程，當介質(zhì)顆粒吸附的災(zāi)害能量超過介質(zhì)顆粒所能維持的自身穩(wěn)定狀態(tài)時，介質(zhì)將由介質(zhì)波動、介質(zhì)位移直至地殼產(chǎn)生較大運動，導致道路邊坡局部或整體產(chǎn)生失穩(wěn)，失穩(wěn)介質(zhì)以某種形態(tài)的破壞體沿著滑動面產(chǎn)生失穩(wěn)破壞。

道路邊坡的加固設(shè)計可根據(jù)當?shù)氐牡刭|(zhì)災(zāi)害類型、破壞程度及災(zāi)害等級等因素，采用有限元軟件進行分析，并結(jié)合邊坡破壞本質(zhì)的誘因進行強化處理，具體的強化程度各地區(qū)不同，主要考慮地質(zhì)條件（介質(zhì)形態(tài)）進行分析處理。

圖1 邊坡失穩(wěn)階段性分析過程

4 結(jié)束語

從能量鏈致災(zāi)演化角度對道路邊坡失穩(wěn)本質(zhì)誘因進行定性分析，進而強化對道路邊坡設(shè)計概念的認識，在傳統(tǒng)設(shè)計思想的前提下，考慮災(zāi)害作用下介質(zhì)載體形態(tài)變化對邊坡破壞的影響，能夠?qū)Φ缆愤吰略O(shè)計、巖土工程等領(lǐng)域發(fā)揮作用。

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