姚裕春 魏永幸 李安洪

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司， 成都 610031)

滑坡及高邊坡區(qū)高速鐵路路基設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析

姚裕春 魏永幸 李安洪

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司， 成都 610031)

我國西部艱險(xiǎn)山區(qū)通常山高谷深并存在大量的地質(zhì)災(zāi)害，其中主要以滑坡及高邊坡失穩(wěn)為主。滑坡及高邊坡失穩(wěn)會(huì)給鐵路造成巨大的損失，但在西部山區(qū)要完全繞避滑坡及高邊坡是難以實(shí)現(xiàn)的，故開展滑坡及高邊坡區(qū)高速鐵路路基設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析具有重要意義。西部復(fù)雜艱險(xiǎn)山區(qū)是地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍的地區(qū)，山地環(huán)境系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演變對(duì)滑坡及開挖高邊坡的穩(wěn)定具有持續(xù)的不利影響；滑坡及開挖邊坡體在外界擾動(dòng)和水入滲情況下會(huì)發(fā)生損傷演變，當(dāng)其處于損傷后期階段時(shí)，需要提高安全儲(chǔ)備進(jìn)行工程加固；滑坡及開挖高邊坡演化是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程且具有自組織特性，開挖高邊坡過程中應(yīng)及時(shí)采取措施阻止坡體自組織過程的形成，路基工程應(yīng)盡量避免通過處于非平衡非線性區(qū)的滑坡體。研究成果可應(yīng)用于山區(qū)鐵路路基設(shè)計(jì)，特別是西部山區(qū)高速鐵路路基工程設(shè)計(jì)。

滑坡； 高邊坡； 路基工程； 風(fēng)險(xiǎn)分析

我國西部艱險(xiǎn)山區(qū)通常山高谷深并存在大量的地質(zhì)災(zāi)害，其中主要以滑坡及高邊坡失穩(wěn)為主。鑒于滑坡及高邊坡失穩(wěn)會(huì)給鐵路造成極其巨大的損失，在滑坡及高邊坡區(qū)進(jìn)行鐵路選線原則上應(yīng)從源頭上繞避邊滑坡災(zāi)害[1-2]，但在我國山區(qū)特別是西部山區(qū)要完全繞避滑坡及高邊坡是難以實(shí)現(xiàn)的。特別是西部山區(qū)的高速鐵路建設(shè)，需要選擇更高標(biāo)準(zhǔn)的線路平、縱斷面，一旦出現(xiàn)大的邊滑坡路基災(zāi)害，線路難以修復(fù)搶通，局部改線困難或改線長(zhǎng)度較大，為此付出的工程代價(jià)也將十分巨大。

目前山區(qū)高速鐵路相應(yīng)的技術(shù)積累十分薄弱，很多具體的操作仍然基本停留在經(jīng)驗(yàn)的層面上，還缺乏科學(xué)的評(píng)價(jià)體系和方法，可見在現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法及概念的框架下，開展滑坡及高邊坡區(qū)高速鐵路路基設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析具有重要意義。論文分別分析了西部山區(qū)地球大環(huán)境及滑坡和開挖高邊坡小環(huán)境演變對(duì)鐵路路基存在的影響風(fēng)險(xiǎn)，從而提出鐵路路基設(shè)計(jì)建議。

1 山地環(huán)境系統(tǒng)對(duì)滑坡及開挖高邊坡影響分析

山地環(huán)境系統(tǒng)的演變及山地環(huán)境災(zāi)害受地球內(nèi)外動(dòng)力耦合作用影響[3]，我國西部是地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍的地區(qū)，地球內(nèi)外動(dòng)力耦合作用對(duì)區(qū)域內(nèi)的山地環(huán)境演變和山地環(huán)境災(zāi)害作用明顯，同時(shí)西部艱險(xiǎn)山區(qū)受地質(zhì)構(gòu)造影響，地質(zhì)環(huán)境十分脆弱，邊滑坡工程受山地環(huán)境系統(tǒng)的影響較大。

1.1 地球內(nèi)外動(dòng)力對(duì)山地環(huán)境的作用

地球的動(dòng)力系統(tǒng)一般分為內(nèi)動(dòng)力作用和外動(dòng)力作用兩類，即地球動(dòng)力系統(tǒng)由構(gòu)造動(dòng)力系統(tǒng)和地表外營力系統(tǒng)兩大部分組成，這是創(chuàng)造和改造地球表層特征的兩大動(dòng)力系統(tǒng)[4]，根據(jù)文獻(xiàn)[4]可以得到主要影響我國西部地區(qū)的內(nèi)外動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)系如圖1所示，這兩種內(nèi)外動(dòng)力作用也可稱為山地動(dòng)力系統(tǒng)。在我國西部地區(qū)，無論是地質(zhì)災(zāi)害還是工程活動(dòng)促發(fā)的山地災(zāi)害，其過程均可能是地球內(nèi)外動(dòng)力耦合作用的產(chǎn)物。地球內(nèi)動(dòng)力作用的結(jié)果是使表層山體或松散覆蓋層發(fā)生變形，并在外動(dòng)力作用下得到加強(qiáng)；外動(dòng)力的作用是使山地夷平，使山地內(nèi)能釋放。

圖1 地球動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)系圖

1.2 山地動(dòng)力系統(tǒng)組成及相互關(guān)系

山地動(dòng)力系統(tǒng)由山地風(fēng)化營力系統(tǒng)、山地水文動(dòng)力系統(tǒng)、山地重力動(dòng)力系統(tǒng)、山地阻力系統(tǒng)和構(gòu)造動(dòng)力系統(tǒng)組成，其相互關(guān)系與影響如圖2所示。

山地風(fēng)化營力系統(tǒng)主要由物理、化學(xué)和生物作用形成的各種營力組合，其包括溫差變化引起的膨脹力、水綜合作用產(chǎn)生的化學(xué)溶蝕力等；山地水文動(dòng)力系統(tǒng)指液態(tài)水和固態(tài)水對(duì)山地坡體產(chǎn)生的各種力，液態(tài)水對(duì)坡體沖刷產(chǎn)生磨蝕力，水入滲到坡體內(nèi)部，增加坡體容重，減小坡體抗剪強(qiáng)度，固態(tài)水形成冰川運(yùn)動(dòng)對(duì)山地坡體產(chǎn)生侵蝕、撞擊等；山地重力動(dòng)力系統(tǒng)使坡體在潛在滑動(dòng)面上的下滑力增大，在重力動(dòng)力系統(tǒng)作用下使坡體發(fā)生變形和破壞；構(gòu)造動(dòng)力系統(tǒng)使山地隆升，加大地表物質(zhì)的重力作用和水流的下切侵蝕與搬運(yùn)作用[3]。

1.3 山地動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)滑坡工程的影響

艱險(xiǎn)山區(qū)特別是西部山區(qū)地球內(nèi)動(dòng)力作用持續(xù)且明顯，內(nèi)動(dòng)力作用驅(qū)動(dòng)地殼運(yùn)動(dòng)，并導(dǎo)致地球表層山體或松散覆蓋層的變形，在其影響下外動(dòng)力作用往往得到增強(qiáng)。山地動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)滑坡體的影響可表現(xiàn)為[5]：(1)滑坡體變得更加松馳，使風(fēng)化營力系統(tǒng)作用更加強(qiáng)烈；(2)減小了山地阻力系統(tǒng)作用；(3)松馳滑體裂隙更加發(fā)育，水的入滲更加容易，增加了滑坡體的山地重力動(dòng)力系統(tǒng)作用。故山地動(dòng)力系統(tǒng)的持續(xù)作用對(duì)滑坡體的長(zhǎng)期穩(wěn)定性具有不利影響。

1.4 邊坡開挖對(duì)山地動(dòng)力系統(tǒng)的影響

據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上邊坡(滑坡)災(zāi)害的75%以上與人類工程活動(dòng)有關(guān)，其中由邊坡開挖引起的環(huán)境災(zāi)害占據(jù)大部分，有的邊坡環(huán)境災(zāi)害是在邊坡開挖過程中或開挖后不久就發(fā)生，很快形成“工程—災(zāi)害—工程”災(zāi)害鏈；另外的環(huán)境災(zāi)害是在邊坡開挖一定時(shí)間后才發(fā)生，這時(shí)邊坡開挖對(duì)環(huán)境造成的是中長(zhǎng)期影響，形成“工程—環(huán)境惡化—災(zāi)害—工程”災(zāi)害鏈。

山地環(huán)境演化影響了山地邊坡環(huán)境的演化進(jìn)程或引發(fā)山地邊坡環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害，邊坡開挖對(duì)山地動(dòng)力系統(tǒng)或動(dòng)力系統(tǒng)作用環(huán)境的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)開挖坡體受擾動(dòng)影響，坡體特別是淺層坡體結(jié)構(gòu)疏松，使風(fēng)化營力作用更加強(qiáng)烈；(2)影響山地水文動(dòng)力系統(tǒng)，開挖坡體失去表層硬殼、植被，結(jié)構(gòu)變差，增加了水的沖刷、侵蝕作用，擾動(dòng)區(qū)為水的入滲提供了良好通道，水入滲可產(chǎn)生靜水壓力或動(dòng)水壓力，冬季冰凍更增加了坡體結(jié)構(gòu)的破壞；(3)影響山地重力動(dòng)力系統(tǒng)，邊坡開挖增加坡體的重力勢(shì)能，如果水入滲，則增加了坡體容重，增大了坡體在潛在滑動(dòng)面的下滑力；(4)影響山地阻力系統(tǒng)，坡體松弛，抗剪強(qiáng)度降低，水入滲強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)一步下降，抗破壞阻力繼續(xù)減小，開挖坡體坡面抗沖刷作用降低。邊坡開挖對(duì)山地邊坡環(huán)境影響如圖3所示[5]，其造成結(jié)果是使山地邊坡環(huán)境向不穩(wěn)定演化加劇，使坡體環(huán)境對(duì)外力作用影響更加敏感。

圖3 邊坡開挖對(duì)山地動(dòng)力系統(tǒng)的影響

從上述山地動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)滑坡及開挖邊坡的影響分析表明：復(fù)雜艱險(xiǎn)山區(qū)特別是我國西部山區(qū)是地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍的地區(qū)，山地環(huán)境演變及山地環(huán)境災(zāi)害表現(xiàn)明顯，地球內(nèi)外動(dòng)力耦合作用是主要因素，其對(duì)滑坡及開挖邊坡的穩(wěn)定具有明顯且持續(xù)的不利影響。

2 滑坡及邊坡體演變損傷分析

2.1 擾動(dòng)對(duì)滑坡及邊坡體損傷分析

對(duì)于開挖的高邊坡由于開挖應(yīng)力松馳，會(huì)形成一個(gè)強(qiáng)擾動(dòng)區(qū)。滑坡體或開挖坡體在應(yīng)力松弛影響下，坡體單元的孔隙和微裂縫會(huì)擴(kuò)展或演變，當(dāng)應(yīng)力松弛到一定程度，宏觀裂紋形成或邊坡土體結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯損傷，則可用損傷力學(xué)有關(guān)理論分析應(yīng)力松弛對(duì)邊坡單元的損傷影響。

變形模量是邊坡巖土體受卸荷影響產(chǎn)生變形或發(fā)生破壞程度大小的一個(gè)重要參數(shù)，同時(shí)又能綜合反映邊坡土體的各種參數(shù)，因此可以采用邊坡巖土體的變形模量來進(jìn)行邊坡巖土體的損傷演變分析[5]，即

D=1-E′/E

(1)

式中：E′——受損狀態(tài)的變形模量；E——基準(zhǔn)損傷狀態(tài)的變形模量。

不同的圍壓大小可以反應(yīng)邊坡巖土體的不同擾動(dòng)影響程度，因此可以分析不同圍壓條件下巖土體變形模量的變化情況，計(jì)算出巖土體的損傷變量D[5]。結(jié)果表明：邊滑坡體在擾動(dòng)初期(卸荷程度較低)的損傷較快發(fā)展，擾動(dòng)中期(卸荷程度較大)的損傷緩慢發(fā)展，擾動(dòng)后期(卸荷程度很大，以至完成卸荷)的損傷迅速發(fā)展，如圖4所示，并通過離心模型試驗(yàn)得到了驗(yàn)證。

圖4 損傷變化趨勢(shì)

2.2 水入滲對(duì)滑坡及邊坡體損傷分析

水的入滲也是影響滑坡及邊坡體穩(wěn)定和變形的重要原因。水的入滲既增加了邊滑坡體的重量，又降低了邊滑坡體的強(qiáng)度參數(shù)，從而不利于邊滑坡體的穩(wěn)定，這種影響可以從土體微觀單元的粘塑性模型及損傷力學(xué)的角度進(jìn)行分析。

(1)水入滲邊坡土體微觀單元的粘塑性模型

邊坡巖土體一般均為天然沉積，都有一定的結(jié)構(gòu)性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。膠結(jié)強(qiáng)度是形成邊坡巖土體特別是土質(zhì)邊坡結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要原因之一。對(duì)于土質(zhì)邊坡，土顆粒表面帶有一層結(jié)合水膜，顆粒之間通過結(jié)合水膜聯(lián)結(jié)，這是土質(zhì)(特別是粘土)邊坡內(nèi)聚力和流變的根源。隨著水的入滲和地下水的作用，由于水中的離子交換，引起土顆粒雙電層結(jié)合水膜的變化，而結(jié)合水膜的厚薄關(guān)系到土顆粒之間的接觸膠結(jié)強(qiáng)度，從而影響土體的強(qiáng)度參數(shù)。

土顆粒在結(jié)合水的作用下具有粘滯性和塑性變形特征，采用Bingham粘塑性模型，按Drucker-Pranger屈服準(zhǔn)則，由下式計(jì)算屈服函數(shù)[6]。

(2)

其中J2=[(σ1-σ2)2+(σ2-σ3)2+(σ3-σ1)2]/6

σm=(σ1+σ2)/2。

對(duì)于每個(gè)單元逐一判斷F是否小于0，若F<0，則該單元處于粘彈性階段，否則為粘塑性階段。

當(dāng)該單元進(jìn)入粘塑性階段，采用相關(guān)聯(lián)的流動(dòng)法則，粘塑性應(yīng)變率為：

(3)

式中：F0——使系數(shù)無量綱化，對(duì)屈服函數(shù)F取用的任意參考值，可取1；

η——粘滯系數(shù)；

[P]、[Q]——系數(shù)矩陣，對(duì)于平面應(yīng)變問題有

(4)

由式(2)和不同含水量對(duì)土體的強(qiáng)度參數(shù)c、φ的影響[7]可以看出，隨含水量的增大(水入滲增加)，土體強(qiáng)度參數(shù)特別是粘聚力c降低幅度較大，土體單元屈服函數(shù)F將迅速大于0，進(jìn)入粘塑性階段。

由式(3)可以看出，隨含水量的增大，土體強(qiáng)度參數(shù)(特別是粘聚力c)降低，粘塑性應(yīng)變率增大，當(dāng)含水量增大到一定程度后，由于c、φ降低幅度減小，土體單元的粘塑性應(yīng)變率變化趨于緩慢增長(zhǎng)。

(2)水入滲土邊坡破壞損傷分析

圖5 土體含水量與損傷變量

地表水(降雨)入滲使邊坡土體含水量增加，土體中孔隙水應(yīng)力增大，土體強(qiáng)度降低，土顆粒間結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化(受損)，損傷力學(xué)有關(guān)理論的引入，可以研究結(jié)構(gòu)性土體受損后的力學(xué)行為。通過對(duì)試驗(yàn)邊坡采用土體變形模量，利用式(4)進(jìn)行土體強(qiáng)度損傷演變分析[5]。分析結(jié)果表明：初始階段隨著含水量的增加，土體損傷積累很快(土體中膠結(jié)物質(zhì)破壞，土結(jié)構(gòu)發(fā)生變形)，然后緩慢的增長(zhǎng)，當(dāng)達(dá)到一定程度后損傷變量發(fā)生突變(這時(shí)土體結(jié)構(gòu)性完全喪失)，隨含水量繼續(xù)增大，損傷不再發(fā)展，達(dá)到損傷極值(土體粘聚力c很低)，如圖5所示。隨含水量的不同，邊坡存在材料破壞(拉裂縫破壞)和幾何破壞(滑塌破壞)兩種破壞形式。說明邊滑坡體在水入滲較小的情況下，其變形主要以形成拉裂變形為主，水入滲到一定程度后，邊滑坡體就可能發(fā)生突然滑塌破壞。

滑坡及邊坡體的演變損傷分析表明：滑坡及邊坡體在受到擾動(dòng)或雨水入滲影響的情況下，其坡體會(huì)發(fā)生損傷演變，且其損傷演變一般可分為3個(gè)階段，分別是初期的快速損傷、中期的損傷緩慢發(fā)展及后期的快速損傷或突變。對(duì)于滑坡體而言，應(yīng)判斷出其所處的環(huán)境狀態(tài)及當(dāng)前所處的損傷狀態(tài)，滑坡治理才更加具有針對(duì)性。當(dāng)滑坡體處于中期損傷末段或后期損傷階段，例如滑體松散且含水量較大甚至飽和，其極可能發(fā)生損傷突變形成滑坡災(zāi)害。鐵路選線時(shí)，應(yīng)以繞避為主，滑坡加固治理須充分考慮損傷突變的影響，即應(yīng)提高設(shè)計(jì)安全儲(chǔ)備，而不能以當(dāng)前極限狀態(tài)的滑坡參數(shù)進(jìn)行加固治理設(shè)計(jì)。對(duì)于汶川地震后西部山區(qū)形成的大量松散、飽水滑坡體加固時(shí)應(yīng)予以高度重視。對(duì)于開挖高邊坡而言，應(yīng)采取及時(shí)開挖及時(shí)支護(hù)的理念，避免開挖邊坡體處于損傷演變平衡區(qū)的后階段，從而不利于邊坡的穩(wěn)定。

3 滑坡及邊坡體演化的自組織特性分析

3.1 滑坡及邊坡體演化的自組織特性

黃潤秋等人研究表明，滑坡及邊坡體的演化具有自組織特性[8-9]，當(dāng)滑坡及邊坡體的不利下滑力逐漸增大時(shí)，滑坡及邊坡體的變形與下滑力逐漸呈非線性關(guān)系，滑坡及邊坡體的自組織過程也逐漸形成，從而造成滑坡及邊坡體的失穩(wěn)，形成滑坡及邊坡環(huán)境災(zāi)害?；录斑吰麦w在外界擾動(dòng)或開挖過程中介質(zhì)力學(xué)特性的非線性，必然導(dǎo)致其變形破壞過程也呈現(xiàn)出非線性，滑坡及邊坡體會(huì)形成累進(jìn)性破壞，變形也從等速的線性變?yōu)榧铀俚姆蔷€性，即滑坡及邊坡體演化具有自組織特性。

滑坡體或天然邊坡，在擾動(dòng)或雨水入滲的影響下，巖土體本身具有的平衡結(jié)構(gòu)會(huì)受到嚴(yán)重干擾。當(dāng)外界影響強(qiáng)度較小時(shí)，邊坡巖土體可以通過自身自動(dòng)地調(diào)整應(yīng)力和變形，以達(dá)到平衡；當(dāng)外界的擾動(dòng)過大時(shí)，巖土體的自身調(diào)節(jié)能力受到限制，巖土體就會(huì)逐漸由穩(wěn)定狀態(tài)向失穩(wěn)狀態(tài)發(fā)展，這種演化一般要經(jīng)過3個(gè)階段：平衡態(tài)→近平衡態(tài)→遠(yuǎn)離平衡態(tài)。

3.2 滑坡及邊坡體演化的自組織特性定量描述

滑坡及邊坡具有的這種非線性特性和自組織特性可以采用耗散結(jié)構(gòu)理論進(jìn)行描述[8-9]：

σ=∑Jk×Xk≥0

(5)

式中：σ——局域熵；Jk——第k種變形；Xk——第k種不利下滑力。

系統(tǒng)總的熵為：

P=∫vσdv

(6)

式中：v——滑坡及邊坡的總體積。

當(dāng)滑坡及邊坡系統(tǒng)處于平衡區(qū)時(shí)

σ=0Jk=0Xk=0

(7)

即平衡區(qū)的變形和不利下滑力均為零，但當(dāng)系統(tǒng)離開平衡區(qū)時(shí)，變形就會(huì)發(fā)生。

由上述分析知，變形肯定是不利下滑力的某種函數(shù)，假定變形Jk是邊坡體系中不利下滑力({Xi} =X1，X2，X3…，Xn)的函數(shù)

Jk=Jk({Xi})

(8)

對(duì)式(8)作Taylor展開，有

(9)

如果系統(tǒng)偏離平衡區(qū)很小，不利下滑力{Xi}較小，在式(9)中的高階項(xiàng)可以忽略，式(9)可簡(jiǎn)化為

(10)

其中：

(11)

此時(shí)變形與不利下滑力呈線性關(guān)系。

在邊坡演化的滑面形成過程中，邊坡開挖強(qiáng)度或擾動(dòng)的加大，相當(dāng)于不利下滑力增大。潛在滑面逐漸形成時(shí)，滑面抗阻力與滑體下滑力相比逐漸減小，當(dāng)不利下滑力增大到某一閥值時(shí)，式(9)中的高階項(xiàng)就必須考慮，此時(shí)變形與不利下滑力呈非線性關(guān)系，系統(tǒng)逐漸遠(yuǎn)離平衡區(qū)狀態(tài)。將滿足式(9)非線性關(guān)系的非平衡區(qū)稱為非平衡非線性區(qū)，只有在非平衡非線性區(qū)，滑坡及邊坡體的自組織特性才會(huì)出現(xiàn)。滑坡及邊坡體的變形與演化時(shí)間關(guān)系如圖6所示。

圖6 滑坡及邊坡演化曲線圖

姚裕春等人[5,10]進(jìn)行了外界擾動(dòng)及開挖對(duì)邊坡不可逆力的力學(xué)影響分析，分析了開挖深度變化、開挖坡度變化、擾動(dòng)及降雨等對(duì)邊坡不可逆力的力學(xué)影響，認(rèn)為開挖深度越大、開挖坡度越陡、擾動(dòng)及降雨的作用，邊坡不利下滑力均會(huì)迅速的變大，且影響逐漸向非線性發(fā)展，故會(huì)導(dǎo)致邊坡體變形迅速增大，會(huì)加速邊坡體自組織過程的形成。此外，還通過信息熵的原理，把外界擾動(dòng)對(duì)邊坡自組織過程影響進(jìn)行了定量計(jì)算，提出了滑坡及邊坡工程災(zāi)害的防治對(duì)策。

陳國慶等人[11]研究了基于動(dòng)態(tài)和整體強(qiáng)度折減法的邊坡穩(wěn)定性分析，結(jié)果表明邊坡及滑坡的破壞是一個(gè)動(dòng)態(tài)漸進(jìn)失穩(wěn)的過程，其穩(wěn)定性系數(shù)存在急劇變化的過程。這與邊坡巖土體損傷規(guī)律及邊滑坡演化自組織性特性具有相同的屬性。

滑坡及邊坡自組織特性分析表明：滑坡及邊坡體演化具有自組織特性，演化后期邊滑坡的受力與變形將出現(xiàn)非線性關(guān)系。鐵路選線應(yīng)避免通過處于非平衡非線性區(qū)的滑坡體，開挖高邊坡應(yīng)及時(shí)采取有效措施控制邊坡體不利下滑力的增大，即阻止邊坡體自組織過程的形成，從而避免邊坡體的失穩(wěn)破壞。

4 結(jié)論

滑坡及開挖高邊坡區(qū)路基設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果表明：

(1)復(fù)雜艱險(xiǎn)山區(qū)特別是我國西部山區(qū)是地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍的地區(qū)，山地環(huán)境演變及山地環(huán)境災(zāi)害表現(xiàn)明顯，地球內(nèi)外動(dòng)力耦合作用是主要因素，其對(duì)滑坡及邊坡體的穩(wěn)定具有明顯且持續(xù)的不利影響。

(2)滑坡及邊坡體在受到擾動(dòng)或雨水入滲影響的情況下，其坡體會(huì)發(fā)生損傷演變。對(duì)于滑坡體處于中期損傷末段或后期損傷階段，鐵路選線應(yīng)以繞避為主，滑坡治理應(yīng)提高設(shè)計(jì)安全儲(chǔ)備；對(duì)于開挖高邊坡，應(yīng)貫徹及時(shí)開挖、及時(shí)加固防護(hù)的理念，避免開挖邊坡體演化到損傷平衡區(qū)的末期。

(3)滑坡及邊坡體演化具有自組織特性，鐵路選線應(yīng)避免通過處于非平衡非線性區(qū)的滑坡體；開挖高邊坡應(yīng)及時(shí)采取有效措施控制邊坡體不利下滑力的增大，阻止邊坡體自組織過程的形成，從而避免邊坡體的失穩(wěn)破壞。

(4)西部山區(qū)邊滑坡演化及失穩(wěn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)漸進(jìn)的過程，工程勘察須根據(jù)其所處的不同演化階段，提出合理的地勘建議參數(shù)，工程設(shè)計(jì)也應(yīng)根據(jù)不同演化階段采用不同的安全儲(chǔ)備。

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(編輯：劉會(huì)娟 劉彥琳)

Risk Analysis for High Speed Railway’s Subgrade Design in Landslide and High Slope Areas

YAO Yuchun WEI Yongxing LI Anhong

(China Railway Eryuan Engineering Group Co., Ltd., Chengdu 610031, China)

Due to deep valleys and steep mountains of west China, massive geological disaster is distributed in the complex dangerous mountain areas, mainly of which exist as landslide and stable high slope. The disaster of landslide or high slope can cause a very large loss to railway. Yet it is impossible to completely avoid the landslide and high slope for railway’s construction in west China. So it is very significant to carry out risk analysis for high speed railway’s subgrade designing in landslide and high slope areas. The complex dangerous mountain areas of west China is in the most tectonically active regions. Evolution and disaster of mountain environment obviously and continuously affected by the dynamic systems of the earth, thus it has adverse impact to landslide and high slope. The landslide and high slope will occur damage evolution when disturbed by out force and affected by surface water infiltrating. When the landslide and high slope in the later stage of damage evolution, a more safe provision of landslide and high slope should be adopted.Evolution of landslide and high slope behaves as self-organization characteristics with dynamic process, for which measures should be taken timely. The subgrade shall not be built though the landslide in non-equilibrium and nonlinear region. The research results can be applied in the railway's subgrade design in mountainous areas, especially for high speed railway of mountainous areas.

landslide; high slope; subgrade engineering; risk analysis

2016-06-27

姚裕春(1974-)，男，教授級(jí)高級(jí)工程師。

中國鐵路總公司科研資助(2014G004)

1674—8247(2016)06—0001—06

U213.1+3

A