彭中秋，謝安生

(九江市公路管理局修水分局)

0 引 言

“十二五”是改革開(kāi)放不斷深化、社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的新時(shí)期，也是我國(guó)高速公路工程建設(shè)的關(guān)鍵性時(shí)期。在山區(qū)與西部地區(qū)的高速公路建設(shè)工程中，對(duì)路塹邊坡的開(kāi)挖工作很容易破壞當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和植被情況，進(jìn)而造成路埑邊坡滑坡災(zāi)害，直接延誤工期，增加施工成本，不利于公路建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。在新時(shí)期公路建設(shè)發(fā)展要求下，工程人員應(yīng)當(dāng)充分研究分析公路路塹邊坡滑坡的穩(wěn)定分析方法及其治理技術(shù)措施。

1 高速公路路埑邊坡的穩(wěn)定分析方法

1.1 工程地質(zhì)分析法

(1)成因歷史分析法

成因歷史分析法主要用于天然斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，它通過(guò)研究斜坡形成的地質(zhì)歷史和所處的自然地質(zhì)環(huán)境，對(duì)其演變階段和穩(wěn)定狀況做出評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)研究，同時(shí)在分析過(guò)程中要注意掌握具體斜坡變形體的內(nèi)外部變形跡象，并根據(jù)先前已確認(rèn)的變形破壞演變過(guò)程來(lái)確定分析出該斜坡所處的演變階段。

(2)工程地質(zhì)類比法

類比法即指將目標(biāo)斜坡或人工邊坡與已有斜坡或人工邊坡研究數(shù)據(jù)信息進(jìn)行類比，用以評(píng)價(jià)該目標(biāo)斜坡或人工邊坡的穩(wěn)定性，在此基礎(chǔ)上確定極限坡角和坡高。在進(jìn)行類比時(shí)必須全面分析目標(biāo)區(qū)域的工程地質(zhì)條件和各種影響因素，堅(jiān)持只將相似程度高的要素放在一起進(jìn)行類比。

(3)赤平極射投影法

赤平極射投影方法是指通過(guò)確定邊坡的結(jié)構(gòu)面空間組合關(guān)系，判斷出邊坡結(jié)構(gòu)面的空間位置和分布，并對(duì)邊坡穩(wěn)定的條件進(jìn)行初步評(píng)價(jià)。赤平極射投影方法可以利用邊坡結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度條件和作用力等數(shù)據(jù)資料分析計(jì)算出邊坡的穩(wěn)定性數(shù)值，它是目前解決巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定問(wèn)題的主要方法之一。

(4)邊坡穩(wěn)定專家系統(tǒng)

邊坡穩(wěn)定專家系統(tǒng)是一種以專家的水平完成復(fù)雜邊坡穩(wěn)定分析工作的計(jì)算機(jī)程序分析法。它通過(guò)把相關(guān)專家在實(shí)際邊坡穩(wěn)定工作經(jīng)驗(yàn)中獲取的大量知識(shí)與實(shí)際情況相結(jié)合，整合列舉出影響邊坡穩(wěn)定的若干因素，并依據(jù)這些因素總結(jié)確定目標(biāo)邊坡穩(wěn)定坡度的科學(xué)數(shù)據(jù)。

1.2 極限平衡分析法

極限平衡分析法是應(yīng)用最早、適用范圍最廣的分析方法，該法具有計(jì)算模型簡(jiǎn)單、計(jì)算方法簡(jiǎn)便、計(jì)算結(jié)果精確可靠等特點(diǎn)。目前常用的極限平衡分析方法有以下二種:

(1)瑞典條分法

瑞典條分法基本原理如下圖1 所示，取單位長(zhǎng)度土坡按平面問(wèn)題計(jì)算。設(shè)可能滑動(dòng)面是一圓弧AD，圓心為0，半徑R，將滑動(dòng)土體ABCD 叼分成許多豎向土條，土條寬度一般可取b=0.IR，任一土條i 上的作用力，土條重力Wi其大小、作用點(diǎn)位置及方向均已知。瑞典條分法適合于破壞面為圓弧破壞的土坡穩(wěn)定性分析?；瑒?dòng)面ef 上的法向反力Ni及切向反力Ti，假定Ni、Tt作用在滑動(dòng)面ef 的中點(diǎn)，它們的大小均未知;土條兩側(cè)的法向力Ei、Ei+l及豎向剪切力Xi、Xi+1，其中Ei和Xi可由前一個(gè)土條的平衡條件求得，而Ei十l 和Xi+1的大小未知，Ei+l的作用點(diǎn)也未知。

(2)簡(jiǎn)布法

簡(jiǎn)布法即非圓弧普遍條分法，其基本原理如圖2 所示土坡，已知其滑動(dòng)面為ABCD，將滑動(dòng)土體分成許多豎向土條，其中任一土條i 上的作用力如圖所述，簡(jiǎn)布在求解時(shí)給出一個(gè)假定條件，即給出了土條兩側(cè)法向力E 的作用點(diǎn)位置。通常假定，E 的作用點(diǎn)位置在土條底面以上1/3 高度處。簡(jiǎn)布法適合于存在明顯的軟弱夾層的邊坡、挖方中遇到裂隙比較發(fā)育的巖土體邊坡或有老滑坡體的邊坡(這些邊坡的破壞面一般為非圓弧破壞)的穩(wěn)定性分析。

圖1 瑞典條分法

圖2 非圓弧普遍條分法

1.3 非確定性分析方法

目前影響路埑邊坡穩(wěn)定的因素有很多，因此對(duì)邊坡穩(wěn)定的規(guī)定性參數(shù)也有具有隨機(jī)性和不確定性。一方面，局部試驗(yàn)的精確性、確定性并不能消除巖石性狀宏觀判斷上的隨意性和模糊性，另一方面，單項(xiàng)試驗(yàn)的精度、規(guī)模以及完善的計(jì)算方法無(wú)法進(jìn)一步地確定總結(jié)，因此用比較簡(jiǎn)單的測(cè)試手段來(lái)提高對(duì)巖石工程質(zhì)量狀態(tài)判斷的精度，就成為穩(wěn)定分析方法的必要判斷。當(dāng)前依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的模糊性、隨機(jī)性等特點(diǎn)，非確定性分析方法主要包括隨機(jī)可靠性方法、模糊可靠性分析法、非概率可靠性分析法、模糊分級(jí)評(píng)判法、人工智能法、灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)法等六種方法。

2 公路路塹邊坡滑坡治理技術(shù)

高速公路路埑邊坡治理措施的基本原則是減小下滑力和增加抗滑力。我國(guó)公路邊坡采用的傳統(tǒng)治理措施具有經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，但在實(shí)際治理效果的監(jiān)測(cè)過(guò)程中，出現(xiàn)了一系列持水性差、植被覆蓋率稀少、穩(wěn)定效果欠佳等問(wèn)題。傳統(tǒng)型護(hù)理措施已經(jīng)不能滿足高速公路日益發(fā)展的質(zhì)量安全要求。因此工程人員必須在分析公路路塹邊坡穩(wěn)定分析方法的基礎(chǔ)上總結(jié)出行之有效的綜合治理技術(shù)。

工程建設(shè)人員應(yīng)結(jié)合上述邊坡穩(wěn)定分析方法與相關(guān)施工設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，充分考慮目標(biāo)路埑邊坡的實(shí)際地質(zhì)條件、生態(tài)環(huán)境等情況，堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)、優(yōu)化、合理的原則，積極探索開(kāi)發(fā)出高速公路路塹邊坡工程的綜合防護(hù)技術(shù)。綜合防護(hù)技術(shù)是指將植物防護(hù)技術(shù)與工程防護(hù)技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)路埑邊坡與生態(tài)環(huán)境共同防護(hù)的一種方法，一般采用混凝土、三維土工網(wǎng)、漿砌片石等作為框格骨架，框格內(nèi)采用種植草種或鋪草皮。設(shè)立框架的作用是防止邊坡受雨水侵蝕而產(chǎn)生溝槽，同時(shí)保護(hù)框格內(nèi)的植物不受雨水侵蝕。綜合防護(hù)技術(shù)能夠充分發(fā)揮植物防護(hù)技術(shù)與工程防護(hù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，施工高效快捷，是當(dāng)前公路施工治理人員值得研究關(guān)注的重要課題。

3 結(jié) 語(yǔ)

我國(guó)高速公路建設(shè)正進(jìn)入一個(gè)歷史發(fā)展的新時(shí)期，針對(duì)當(dāng)前公里路埑邊坡滑坡等問(wèn)題，工程建設(shè)人員必須積極探究公路路塹邊坡穩(wěn)定分析方法及綜合治理技術(shù)，依據(jù)目標(biāo)路埑邊坡的實(shí)際情況選用科學(xué)適用的穩(wěn)定分析方法與綜合治理技術(shù)，真正確保公路工程建設(shè)的質(zhì)量安全，維護(hù)好公路周邊生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，切實(shí)把我國(guó)公路交通運(yùn)輸建設(shè)的發(fā)展推向一個(gè)新的高度。

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