江學(xué)輝

（江西外語(yǔ)外貿(mào)職業(yè)學(xué)院 江西南昌 330099）

研究邊坡穩(wěn)定性具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義，其一直以來(lái)都被作為一個(gè)高速公路上行駛過(guò)程中的棘手問(wèn)題，近年來(lái)，自然災(zāi)害以及人為行為，高速公路邊坡突發(fā)事故已經(jīng)呈現(xiàn)逐漸增多的趨勢(shì)，尤其是在山區(qū)中，其高速公路的高度不斷升高，使得事故突發(fā)率大為增加。對(duì)于巖土工程界的專(zhuān)家來(lái)說(shuō)，必須應(yīng)嚴(yán)肅對(duì)待該選題，其中之一的原因就是在目前經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的工程中，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目猶如雨后春筍，但其建設(shè)水平卻參差不齊，因此在其建設(shè)過(guò)程中會(huì)不可避免的涉及到各種邊坡問(wèn)題，隨著工程基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)模不斷擴(kuò)大，其建設(shè)要求也逐漸嚴(yán)格起來(lái)，難度升級(jí)使得對(duì)邊坡的處理技術(shù)不容忽視，若穩(wěn)定性差則會(huì)直接導(dǎo)致國(guó)家投資增加，人類(lèi)面臨邊坡變形等問(wèn)題的可能性提升。

1 千枚巖邊坡穩(wěn)定性發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

1.1 邊坡穩(wěn)定性發(fā)展現(xiàn)狀

目前能夠引起邊坡變形失穩(wěn)的因素有很多，總的來(lái)說(shuō)分為地形地貌、水、自然災(zāi)害如地震等自然因素，以及開(kāi)挖卸荷、開(kāi)挖坡形、支護(hù)結(jié)構(gòu)等人文因素，其中每一項(xiàng)都至關(guān)重要，在防護(hù)或開(kāi)發(fā)過(guò)程中都必須引起重視。無(wú)論是哪一項(xiàng)環(huán)節(jié)出錯(cuò)都會(huì)引起不必要的麻煩。對(duì)于自然災(zāi)害這一項(xiàng)來(lái)說(shuō)，中國(guó)屬于地質(zhì)災(zāi)害的多發(fā)國(guó)家，各種地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，強(qiáng)降雨以及各種人文工程都會(huì)引發(fā)災(zāi)害，在山區(qū)邊坡的問(wèn)題整治方面，方法有很多，都各有利弊，但其中最為突出的還是錨固技術(shù)，而對(duì)于邊坡穩(wěn)定性研究的方法有現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析法、相似模擬法、非確定性分析法、理論計(jì)算方法、數(shù)值分析法、定性定量分析法，如現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析法，則使用監(jiān)測(cè)儀器，通過(guò)對(duì)邊坡穩(wěn)定性信號(hào)的反饋、變化以及回應(yīng)，可總結(jié)出信號(hào)變化的一般規(guī)律，有利于進(jìn)一步做好防范措施，以免產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。而對(duì)于定性分析法來(lái)說(shuō)，則是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，從而收集到一些有價(jià)值的數(shù)據(jù)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行深入研究，進(jìn)一步得出失穩(wěn)的破壞形式等條件，再對(duì)其分析，總結(jié)勘測(cè)目標(biāo)的性質(zhì)以及發(fā)展趨勢(shì)，其中的SMR法以及圖解法都是常用的定性分析法。

1.2 千枚巖邊坡穩(wěn)定性發(fā)展趨勢(shì)

對(duì)于邊坡來(lái)說(shuō)，影響其穩(wěn)定性的因素有很多，但其中巖土體的性質(zhì)起主導(dǎo)作用，尤其是對(duì)于千枚巖來(lái)說(shuō)，穩(wěn)定性差，一旦遇水更不穩(wěn)定，以綠泥石、石英等為主要成分，如今邊坡的防治技術(shù)也已經(jīng)逐步走向成熟，雖說(shuō)這是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜、施工困難的大工程，但也隨著經(jīng)濟(jì)而逐步發(fā)展起來(lái)，如20世紀(jì)90年代有了壓力注漿加固手段、框架錨固結(jié)構(gòu)等。并且有一些學(xué)者對(duì)邊坡的處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行推測(cè)，總結(jié)出以下幾點(diǎn)：①則是新視角新思路；②在防治過(guò)程中引入綠色設(shè)計(jì)，節(jié)能防治；③不斷開(kāi)發(fā)新工藝、新技術(shù)。正是由于目前研究邊坡穩(wěn)定性的技術(shù)不斷成熟，因此該課題的研究才有了一定的理論支撐，重點(diǎn)研究錨桿長(zhǎng)度與邊坡穩(wěn)定性的關(guān)系具有很大的現(xiàn)實(shí)意義，為這一課題的研究空白畫(huà)上一筆意義匪淺。

2 錨桿長(zhǎng)度對(duì)千枚巖邊坡穩(wěn)定性造成的影響

本課題對(duì)于其相關(guān)性的研究主要運(yùn)用FLAC3D中的強(qiáng)度折減法進(jìn)行模擬分析，對(duì)于邊坡強(qiáng)度折減法來(lái)說(shuō)，其安全系數(shù)的概念可定義為：分析邊坡剛好達(dá)到臨界破壞狀態(tài)的那一刻，對(duì)巖土體的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行折減的程度。其計(jì)算公式為：

強(qiáng)度折減法正是通過(guò)這兩個(gè)公式，不斷對(duì)C和φ進(jìn)行調(diào)整。從而使得邊坡剛好達(dá)到臨界破壞狀時(shí)得出的Ff值，其中Ff表示折減系數(shù)。

假設(shè)某一地區(qū)的工程概況為千枚巖邊坡，其中分為上層、下層、頂層三個(gè)層次，依次為強(qiáng)風(fēng)化千枚巖、中風(fēng)化千枚巖，以及灰?guī)r。可以看到若千枚巖風(fēng)化性太強(qiáng)，則會(huì)使得邊坡的穩(wěn)定性大大降低，不利于工程的建筑施工，因此必須應(yīng)使用錨桿加固。

該課題的技術(shù)路線(xiàn)大致為錨桿加固——運(yùn)用FLAC3D創(chuàng)建模型——穩(wěn)定性分析，運(yùn)用強(qiáng)度則減法——得出結(jié)論——提出優(yōu)化措施。

其中對(duì)于運(yùn)用FLAC3D創(chuàng)建模型來(lái)說(shuō)，首先假設(shè)該地塊的地質(zhì)剖面相同，則可以更為簡(jiǎn)便的將三維問(wèn)題化解為平面問(wèn)題，有利于節(jié)省時(shí)間，較為直觀的分析結(jié)果。在建模過(guò)程中，模型的Y軸方法使用5m作為一個(gè)單元的寬度，另外還需對(duì)模型進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，之研究上下層千枚巖，及強(qiáng)風(fēng)化以及中風(fēng)化層。其次使用強(qiáng)度折減法對(duì)千枚巖邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行深入具體的分析。千枚巖坡面采用10根錨桿對(duì)該邊坡加固處理，這是由于從結(jié)論中可以看出往往邊坡最易發(fā)生事故的地方分布于強(qiáng)風(fēng)化層。用FLAC3D數(shù)值模擬分析該千枚巖邊坡穩(wěn)定性，模擬分析不同的錨桿長(zhǎng)度對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，共模擬分析8種情況，錨桿長(zhǎng)度分別為5m、10m、15m、20m、25m、30m、35m、40m。最后可看出，滑動(dòng)面向內(nèi)滑動(dòng)程度隨錨桿長(zhǎng)度的增長(zhǎng)而增大，可見(jiàn)兩者存在一定的相關(guān)性，但并不意味著邊坡的穩(wěn)定性會(huì)一直隨著錨桿長(zhǎng)度的不斷增長(zhǎng)而增大，其有一個(gè)臨界值，在該臨界值前，錨桿的長(zhǎng)度會(huì)在很大程度上增強(qiáng)其穩(wěn)定性，而超過(guò)了該臨界值，就會(huì)適得其反，該臨界值最好為25m左右比較合理，從25～40m，安全系數(shù)也從1.44～1.45。在組織千枚巖邊坡滑動(dòng)的過(guò)程中?？拷履_的錨桿比其他部位的錨桿發(fā)揮更大的作用，從而印證了前面的結(jié)論。

因此可以得出以下結(jié)論：①千枚巖邊坡穩(wěn)定性低，易產(chǎn)生變形滑坡等事故，通過(guò)錨桿加固可極大程度的增強(qiáng)其穩(wěn)定性。②通過(guò)一些數(shù)據(jù)可看出，錨桿長(zhǎng)度與穩(wěn)定性大小存在一定的相關(guān)性，錨桿長(zhǎng)度越長(zhǎng)，穩(wěn)定性越高，但增長(zhǎng)到25m是最佳值，大于該值，其加固效果減小。③越是靠近坡腳的錨桿越起著舉足輕重的作用。

3 小結(jié)

通過(guò)對(duì)本課題的選材及研究，首先著眼于當(dāng)前邊坡防治的重要性以及現(xiàn)狀，可發(fā)現(xiàn)由于自然因素和人為因素，邊坡變形滑坡事故甚多，一方面消耗國(guó)家財(cái)力，另一方面引發(fā)人身事故。而千枚巖邊坡由于其穩(wěn)定性極低，更是需要嚴(yán)肅對(duì)待，本課題正是基于這樣的背景以及當(dāng)前技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行探討，從錨桿長(zhǎng)度與其相關(guān)性這一角度論證其加固效果，從而得出三點(diǎn)結(jié)論，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

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