韓 文，白德貴

（1.上?？辈煸O(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司重慶分公司，重慶 401120；2.重慶市勘測(cè)院，重慶 400020）

0 引言

我國(guó)建筑業(yè)隨著經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)的進(jìn)步而不斷發(fā)展壯大，對(duì)土地資源的開(kāi)發(fā)以及利用日益增多。我國(guó)的疆域比較遼闊，并且地質(zhì)環(huán)境也比較復(fù)雜以及多樣，在對(duì)山區(qū)和丘陵地帶的開(kāi)發(fā)時(shí)，尤其要注意其結(jié)果將會(huì)帶來(lái)的滑坡問(wèn)題等。因此，研究人員對(duì)滑坡需要更加深入的研究，以便及時(shí)對(duì)危險(xiǎn)情況做出預(yù)報(bào)或者采取有效的措施進(jìn)行防護(hù)，避免發(fā)生滑坡危險(xiǎn)，保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全不受損失。

1 邊坡穩(wěn)定的影響因素

邊坡發(fā)生變形破壞不僅是因?yàn)橐环N動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象導(dǎo)致的，變形的產(chǎn)生以及發(fā)展需要經(jīng)歷非常復(fù)雜的過(guò)程，因此很多的因素都會(huì)影響邊坡的穩(wěn)定性。這些影響因素包括內(nèi)部和外部因素兩大類。地質(zhì)構(gòu)造、地層的巖性、巖體的結(jié)構(gòu)等均為內(nèi)部因素，其對(duì)邊坡的影響具有持久以及緩慢性，它是致使邊坡發(fā)生變形和破壞的內(nèi)在因素，對(duì)邊坡的變形形式以及規(guī)模具有非常直接的影響，在邊坡穩(wěn)定性的控制方面起到至關(guān)重要的作用。地震、水文、地質(zhì)和氣候條件以及人類活動(dòng)等這些外部因素對(duì)邊坡的變形影響比內(nèi)部因素更加明顯，其特點(diǎn)是需要通過(guò)內(nèi)因才能影響邊坡穩(wěn)定，從而使邊坡的變形不斷發(fā)展，最終使邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)破壞的現(xiàn)象。經(jīng)驗(yàn)表明，在導(dǎo)致邊坡發(fā)生變形破壞的眾多因素當(dāng)中，地下水是滑坡現(xiàn)象出現(xiàn)的一個(gè)非常重要的直接原因，同時(shí)其影響過(guò)程也是最復(fù)雜的，變化也是最頻繁的。同時(shí)邊坡開(kāi)挖也是滑坡發(fā)生的一個(gè)關(guān)鍵因素。某滑坡剖面圖如圖1 所示。

2 地下水對(duì)滑坡穩(wěn)定性的影響

在地質(zhì)應(yīng)力中，地下水占據(jù)非常重要的地位。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)顯示：地下水及其滲流作用是導(dǎo)致滑坡最重要的因素，約占總因素的90%以上。地下水的直接補(bǔ)給通常來(lái)說(shuō)是由地表水及大氣降雨完成的，它們間接轉(zhuǎn)化為地下水，其結(jié)果嚴(yán)重影響了坡體的穩(wěn)定性。地下水作為土體的一部分，同時(shí)又影響土中的環(huán)境。地下水不僅能夠影響土體力學(xué)性能，同時(shí)又是土體中壓力的重要組成部分。巖土體的容重以及含水量會(huì)在水的重力和滲透作用下發(fā)生改變，將會(huì)不斷增加，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生一些物理以及化學(xué)作用，這就會(huì)導(dǎo)致巖土的結(jié)構(gòu)面出現(xiàn)軟化的現(xiàn)象，最后使土體的性質(zhì)產(chǎn)生變化。地下水對(duì)滑坡的影響如圖2 所示。

圖1 滑坡剖面

圖2 地下水對(duì)滑坡的影響

2.1 物理作用

物理作用主要包括泥化、軟化、潤(rùn)滑以及結(jié)合水的強(qiáng)化作用等。潤(rùn)滑作用會(huì)極大地降低巖土體的內(nèi)摩擦角，從而使滑面的摩擦力得到明顯的增強(qiáng)，進(jìn)而增加剪切效應(yīng)，最后使滑體沿著滑面發(fā)生一定的剪切運(yùn)動(dòng)。比較典型的類型包括板巖、絹云母片巖等，存在于片理和層理中的地下水可以起到潤(rùn)滑作用，例如砂質(zhì)土，盡管親水性比較好，但是占據(jù)主要地位的是潤(rùn)滑作用，因此可以明顯降低砂粒間的膠合力以及其表面摩擦力，進(jìn)而使其強(qiáng)度也相應(yīng)地降低。

2.1.1 泥化、軟化作用

該種物理作用能夠降低巖土體的強(qiáng)度，同時(shí)能夠?qū)е聨r體結(jié)構(gòu)面內(nèi)部的充填物發(fā)生物理性質(zhì)的變化。對(duì)粗粒土而言，地下水對(duì)其性質(zhì)所帶來(lái)的影響微乎其微，在此種類型的土中，地下水一般情況下是以自由水的形式而存在的，基本不會(huì)影響土粒之間的連結(jié)，因此也不會(huì)降低巖土體的強(qiáng)度。一般情況下，粗粒土的內(nèi)部如果含有比較少量的黏性土，會(huì)發(fā)生粒間的支撐和連結(jié)力降低的情況，致使土體的強(qiáng)度降低。對(duì)黏性土而言，地下水對(duì)其的影響比較明顯，含水量的不同是出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因，從而使粒間連結(jié)力的大小和性質(zhì)都存在差異。

2.1.2 粒間的結(jié)合狀態(tài)

如果含水量比較低并且比塑限低時(shí)，粒間的結(jié)合狀態(tài)為強(qiáng)結(jié)合水，因此土體呈固態(tài)，強(qiáng)度高；如果含水量介于塑限與液限之間時(shí)，粒間的結(jié)合為弱結(jié)合水，土體將呈現(xiàn)塑態(tài)，強(qiáng)度比較低；如果含水量比較高并且比液限高時(shí)，粒間的結(jié)合狀態(tài)為自由水，土體將呈現(xiàn)流態(tài)，同時(shí)強(qiáng)度幾乎喪失。如果含水量產(chǎn)生一定的變化，結(jié)構(gòu)面內(nèi)的充填物也會(huì)發(fā)生變化，土體將會(huì)產(chǎn)生弱化效應(yīng)，由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗軕B(tài)最后轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，降低滑帶的力學(xué)性質(zhì)，從而減小摩擦以及內(nèi)聚力。

2.2 化學(xué)作用

化學(xué)作用包括溶解、溶蝕、離子交換以及沉淀等。地下水的化學(xué)作用造成斜坡巖土體強(qiáng)度的衰減，并且降低導(dǎo)致有節(jié)理的巖體結(jié)構(gòu)發(fā)生碎裂以及松散等現(xiàn)象，增加坡體的有效空隙度，進(jìn)而使其貯水能力以及導(dǎo)水能力得到一定程度的提高。地下水的滲

透作用不斷加劇，從而對(duì)邊坡穩(wěn)定性造成不利影響。

2.3 力學(xué)作用

邊坡中的地下水壓力也是影響邊坡穩(wěn)定性最重要的因素之一。這是由于地下水壓力通?？梢愿淖冞吰聨r土體的應(yīng)力形式和力學(xué)性質(zhì)，并導(dǎo)致其迅速變化，從而使邊坡穩(wěn)定性程度明顯降低，因此也是邊坡破壞的主要誘發(fā)因素。地下水壓力通常可以分為靜水壓力和動(dòng)水壓力兩種。

2.3.1 靜水壓力

降低巖土體的有效應(yīng)力，從而使其強(qiáng)度降低，通過(guò)減小變形體在滑動(dòng)面上的潛在正應(yīng)力，使抗滑力降低是靜水壓力的作用機(jī)理。在裂隙巖體中靜水壓力通過(guò)“水楔”作用，裂隙不斷擴(kuò)張，從而致使邊坡不斷發(fā)生破壞。

2.3.2 動(dòng)水壓力

動(dòng)水壓力作用機(jī)理為地下水在滲流過(guò)程中部分損失的空隙水壓力通過(guò)轉(zhuǎn)化進(jìn)而作用在水流方向上的力。動(dòng)水壓力主要通過(guò)沿邊坡的臨空面產(chǎn)生推力從而使下滑力增加，進(jìn)而使穩(wěn)定系數(shù)降低。另外，如果動(dòng)水壓力處于比較大的狀態(tài)下，巖土體的一些細(xì)粒物質(zhì)在巖體破碎帶、邊坡土體和軟弱夾層等會(huì)產(chǎn)生移動(dòng)，甚至被帶至巖土體外面，因此導(dǎo)致巖土體滲透性變強(qiáng)和強(qiáng)度降低，最終導(dǎo)致滲透破壞。

3 邊坡開(kāi)挖對(duì)滑坡穩(wěn)定性的影響

邊坡在開(kāi)挖后，可能會(huì)導(dǎo)致邊坡出現(xiàn)滑坡的情況，分析其原因，主要是巖土體在開(kāi)挖、爆破、地震、風(fēng)化、水等各種外因的作用下，原有的結(jié)構(gòu)和受力狀態(tài)發(fā)生改變，巖土體的抗剪強(qiáng)度降低、應(yīng)力進(jìn)行重新分布以及組合。

滑坡主要在以下幾種情況下發(fā)生：①設(shè)計(jì)地質(zhì)勘察深度不夠，邊坡坡比設(shè)計(jì)不合理，設(shè)計(jì)邊坡在實(shí)際地質(zhì)條件下本身就是不穩(wěn)定的。按設(shè)計(jì)坡比開(kāi)挖過(guò)程中，坡體內(nèi)應(yīng)力隨著開(kāi)挖高度的不斷增加而激烈重組，巖土體內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，抗剪強(qiáng)度削弱至不能維持平衡時(shí)，產(chǎn)生裂縫，最后導(dǎo)致滑坡；②邊坡巖土體中含有軟弱夾層，隨著邊坡不斷地開(kāi)挖，土體內(nèi)的應(yīng)力不斷地重組，導(dǎo)致軟弱夾層的抗剪強(qiáng)度降低，某些巖土體出現(xiàn)滑動(dòng)的現(xiàn)象，最終出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象；③軟巖在各種內(nèi)外因素的作用下，緩慢蠕動(dòng)變形，往往形成大中型滑坡；④在各種內(nèi)部因素以及外部因素的共同作用下，古滑坡形成新滑坡；⑤在持續(xù)降雨作用下，地下水位逐漸上升，大大降低了巖體強(qiáng)度，導(dǎo)致滑坡的出現(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地下水位的高低對(duì)滑坡穩(wěn)定性具有非常重要的影響。地下水位與滑坡穩(wěn)定性之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但是受到多種因素的影響，其關(guān)系不是線性變化的。此外，邊坡開(kāi)挖也會(huì)進(jìn)一步降低滑坡穩(wěn)定性，導(dǎo)致出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象。在降水以及坡腳開(kāi)挖的作用下，滑坡的推力會(huì)大幅增加，導(dǎo)致滑坡穩(wěn)定性降低。因此，在進(jìn)行滑坡的治理設(shè)計(jì)時(shí)，需要做好排水工程，從而降低地下水位，同時(shí)要盡量減少對(duì)坡腳的破壞。