張也

（承德市交通運(yùn)輸局，河北承德 067000）

0 引言

邊坡穩(wěn)定性在多數(shù)情況下和地質(zhì)構(gòu)造情況、地下水位情況、夾層滑動(dòng)面土體夾層等不良地質(zhì)情況有關(guān)[1]。實(shí)際工程中滑坡發(fā)生具有隨機(jī)性，在邊坡設(shè)計(jì)中選用地震和外力常量作為滑坡安全性計(jì)算系數(shù)，以增加邊坡實(shí)際工程的安全性和穩(wěn)定性能[2]。

1 邊坡穩(wěn)定性分析

1.1 有限元分析

本文對邊坡進(jìn)行了穩(wěn)定性分析，并對PLAXIS和GeoStudio兩種模型進(jìn)行對比，并通過控制變量法對參數(shù)的影響程度進(jìn)行了分析[3]。

本文選取的邊坡為非均質(zhì)邊坡，坡高為30m，坡率為1∶1，上層土質(zhì)為碎石粉土，下層為巖石，現(xiàn)對邊坡進(jìn)行簡化處理，巖土體的材料參數(shù)如表1所示。

表1 土體參數(shù)表

本文通過有限元強(qiáng)度折減法得到的安全系數(shù)為1.269；M—P法得到的安全系數(shù)為1.248；Spencer法得到的安全系數(shù)為1.242；GLE法得到的安全系數(shù)為1.247；Janbu法得到的安全系數(shù)為1.219；Biship法得到的安全系數(shù)為1.203。

通過對兩種模型進(jìn)行有限元計(jì)算，得到的安全系數(shù)差別較小。本文通過PLAXIS模型，利用控制變量法對黏聚力、土體重度、內(nèi)摩擦角、坡角、坡高五個(gè)因素進(jìn)行分析，正交試驗(yàn)結(jié)果表明，五個(gè)因素對邊坡穩(wěn)定性的影響程度依次為：內(nèi)摩擦角＞黏聚力＞土體重度＞坡角＞坡高[4]。

2 案例分析

2.1 工程概況

本文所依托工程為南方某山區(qū)公路，該地段屬于地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)地段，邊坡出現(xiàn)主要的病害形式為滑坡。該地區(qū)四季分明，年平均氣溫為15～16℃。冬季無霜期為230d。該地區(qū)產(chǎn)生滑坡與河水徑流有直接關(guān)系，河道寬度較大，洪峰期最高水位可達(dá)234m。河流對河岸的沖擊作用較為嚴(yán)重。該地區(qū)的巖石主要為灰?guī)r和板巖，但風(fēng)化程度較大，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低。山體部分坡度為18°～25°，局部地帶的坡度大于25°。坡面的堆積層分布不均勻，巖層裸露明顯。

2.2 有限元模型

2.2.1 斷面選取

本文建立模型過程中選取的斷面為典型滑動(dòng)斷面。邊坡為巖土混合體，邊坡主要分為兩層，上層主要為土質(zhì)，下層主要為巖質(zhì)。斷面形式如圖1所示。

圖1 邊坡斷面圖 （單位：cm）

2.2.2 參數(shù)選取

邊坡各層的力學(xué)參數(shù)如表2所示。

表2 邊坡力學(xué)參數(shù)表

本文對滑坡采取的治理措施為抗滑樁加固，抗滑樁樁體各項(xiàng)參數(shù)如表3所示。

表3 樁體參數(shù)表

2.2.3模型建立

本文對滑坡建立PLAXIS模型，通過對項(xiàng)目所在地的地形地貌進(jìn)行分析，模型中對左右邊界進(jìn)行水平約束，邊坡底進(jìn)行固定約束[5]。模型建立過程中考慮降雨的影響，基本參數(shù)如表4所示。

表4 模型參數(shù)表

3 抗滑樁加固計(jì)算

3.1 單排樁計(jì)算

本文進(jìn)行單排抗滑樁設(shè)計(jì)時(shí)，將抗滑樁分別設(shè)置于距離左側(cè)邊界60m、80m、100m、120、140m。通過有限元進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，得到不同位置抗滑樁的安全系數(shù)。結(jié)果如表5 所示。

表5 單排樁安全系數(shù)表

通過計(jì)算可知：坡體設(shè)置單排樁時(shí)，安全系數(shù)最高為1.035，抗滑樁距離左側(cè)邊界為120m。

3.2 雙排樁計(jì)算

本節(jié)采用雙排抗滑樁對邊坡進(jìn)行加固，各自位置如下 所 示。（60m、120m）、（80m、120m）、（100m、120m）、（120m、140m）。上文中括號內(nèi)數(shù)字表示抗滑樁距離左側(cè)邊界的位置。如（60m、120m）表示在距離左側(cè)邊界60m處和120m處設(shè)置抗滑樁。通過有限元進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，得到不同位置抗滑樁的安全系數(shù)。結(jié)果如表6所示。

表6 單排樁安全系數(shù)表

本文通過對表5和表6進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，雙排抗滑樁的安全系數(shù)明顯比單排的高，雙排抗滑樁的最大安全系數(shù)可達(dá)1.734，兩排樁分別位于左側(cè)邊界60m處和120m處。

4 結(jié)論

本文通過對抗滑樁進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

（1）本文通過對PLAXIS和GeoStudio兩種模型進(jìn)行對比，通過控制變量法對非均質(zhì)巖土體的參數(shù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響程度為內(nèi)摩擦角＞黏聚力＞土體重度＞坡角＞坡高。

（2）本文依托實(shí)際工程，進(jìn)行單排和雙排的抗滑樁設(shè)計(jì)，通過有限元分析表明：雙排抗滑樁的安全性遠(yuǎn)大于單排抗滑樁，且雙排抗滑樁的位置為左側(cè)邊界60m處和120m處。