孫志彬， 王 振， 楊勝宇， 聶秀鵬， 侯超群， 譚曉慧

(1.合肥工業(yè)大學(xué) 汽車與交通工程學(xué)院，安徽 合肥 230009；2.合肥工業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽 合肥 230009)

引言

大部分人工或自然邊坡為非飽和土邊坡，土體強度受基質(zhì)吸力影響較為明顯。受地下水位高度等因素影響，非飽和邊坡的基質(zhì)吸力分布存在明顯的非均勻特征，進而導(dǎo)致邊坡的土體強度也表現(xiàn)非均勻特性。因此，考慮基質(zhì)吸力影響的非飽和土邊坡穩(wěn)定分析問題，是道(鐵)路工程中研究熱點和難點之一。

國內(nèi)外學(xué)者采用數(shù)值模擬或理論分析方法對非飽和土邊坡穩(wěn)定性展開研究。數(shù)值模擬主要基于有限元或者有限差分手段開展，文獻[1]利用Seep/W有限元軟件對非飽和土坡進行建模分析，重點考察了基質(zhì)吸力變化對邊坡穩(wěn)定性的影響；在已知黃土基質(zhì)吸力和抗剪強度相關(guān)特性的基礎(chǔ)上，文獻[2]運用GeoStudio有限元軟件分析了不同降雨強度、降雨時長對坡穩(wěn)定性的影響。

考慮到數(shù)值模擬建模流程復(fù)雜且需要較長的運算時間，有學(xué)者采用理論方法對非飽和土邊坡穩(wěn)定性開展了研究。文獻[3]采用簡化的Bishop抗剪強度公式建立了非飽和土邊坡的穩(wěn)定方程，研究結(jié)果指出基質(zhì)吸力的存在對邊坡穩(wěn)定性有較大影響；文獻[4]基于極限分析方法研究了非飽和土邊坡的三維穩(wěn)定性，并討論了基質(zhì)吸力均勻、線性分布下的穩(wěn)定性指標(biāo)的變化情況；文獻[5]通過現(xiàn)場試驗獲取邊坡含水率、基質(zhì)吸力隨深度變化關(guān)系，并采用無限邊坡法分析了不同季節(jié)土體基質(zhì)吸力變化對邊坡穩(wěn)定性的影響。

上述工作為研究基質(zhì)吸力變化對非飽和土邊坡穩(wěn)定性的影響提供了重要參考。在確定邊坡基質(zhì)吸力分布時，目前研究一般采用試驗實測數(shù)據(jù)或進行簡化假設(shè)的方式進行，但均存在一定缺點。開展基質(zhì)吸力的實際量測能夠獲取工程邊坡的基質(zhì)吸力分布，但所需量測成本較大，獲得結(jié)果的普適性有待進一步考量。對基質(zhì)吸力分布進行簡化假設(shè)建模有利于工程上的廣泛應(yīng)用，但基質(zhì)吸力的分布形式大多呈現(xiàn)非線性，如何建立合理的分布模型需要進一步研究。與基質(zhì)吸力相比，非飽和土邊坡土體含水率的現(xiàn)場量測與計算分析相對簡單。在獲取土水特征曲線的基礎(chǔ)上，通過土體含水率來確定邊坡基質(zhì)吸力的大小，進而分析非飽和土邊坡的穩(wěn)定性，可以在避免對基質(zhì)吸力開展現(xiàn)場量測情況下，獲取較為可靠的基質(zhì)吸力分布規(guī)律。

本文基于極限分析上限定理，利用邊坡含水率分布方程與非飽和土水特征模型，擬合了非飽和土邊坡基質(zhì)吸力沿坡高分布的曲線。在此基礎(chǔ)上采用邊坡上限分析模型與能量耗散平衡方程，建立基于含水率特征參數(shù)的非飽和土邊坡的安全系數(shù)計算方法。初步討論了土體強度、吸力摩擦角、邊坡幾何形狀等因素對邊坡穩(wěn)定性的影響，為考慮基質(zhì)吸力的非飽和土邊坡的穩(wěn)定性分析提供了一種新的計算方法。

1 理論與方法

1.1 非飽和土強度及邊坡基質(zhì)吸力分布

非飽和土體抗剪強度受基質(zhì)吸力影響，為描述非飽和土抗剪強度，學(xué)者們提出了一系列非飽和土強度公式，其中以Fredlund提出線性強度公式較有代表性。該公式將正應(yīng)力和基質(zhì)吸力作為控制土體抗剪強度的雙應(yīng)力狀態(tài)變量，描述了基質(zhì)吸力對土體抗剪強度的貢獻[6-7]，表達式為：

τf=c′+(σ-μa)tanφ′+(μa-μw)tanφb

(1)

由(1)式可知，了解邊坡各點基質(zhì)吸力大小，獲取基質(zhì)吸力的空間分布，是正確求解非飽和土邊坡的剪切強度場，并進行可靠的穩(wěn)定性分析的關(guān)鍵。

邊坡基質(zhì)吸力的分布形式與地下水位密切相關(guān)，如圖1所示。當(dāng)?shù)叵滤惠^深時，邊坡基質(zhì)吸力沿深度呈均勻分布，大致符合曲線①所示。對于地下水位附近的土體，基質(zhì)吸力隨高度線性增大，大致符合曲線②所示。曲線③及④表示邊坡地下水位以上較大范圍內(nèi)土體的基質(zhì)吸力情況。

圖1 非飽和邊坡中幾種假設(shè)的基質(zhì)吸力分布[9]Fig.1 Matric suction distribution of several hypotheses in unsaturated slope

曲線①、②中的吸力模型較易求得，學(xué)者們據(jù)此建立了基質(zhì)吸力的均勻分布以及線性分布假設(shè)[10]，并將其應(yīng)用于非飽和土邊坡的穩(wěn)定性分析中。但由于①、②情況僅限于地下水位較深或較淺的情況，對于一般地下水位情況，①、②假設(shè)與實際的基質(zhì)吸力分布之間存在較大的差異。當(dāng)應(yīng)用于大型的實踐工程當(dāng)中時，不可避免地會造成計算結(jié)果與實際情況之間的誤差。

如何獲取基質(zhì)吸力，尤其是普通水位下基質(zhì)吸力分布的精確描述，是非飽和土邊坡穩(wěn)定分析的重要前提。由于基質(zhì)吸力的實際量測與理論計算方法較為復(fù)雜，而土體含水率的量測手段與實驗方法更為成熟。根據(jù)邊坡的含水率分布，通過基質(zhì)吸力與土體飽和度之間的對應(yīng)關(guān)系(即土水特征曲線)推求邊坡基質(zhì)吸力分布，是獲得非飽和土邊坡剪切強度的一種有效方法。天然工況下邊坡含水率分布曲線也具有非線性特征，根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果可以建立邊坡不同高度處的含水率分布曲線。文獻[11]通過室內(nèi)試驗擬合了不同粒徑的土質(zhì)邊坡中初始含水率沿坡高變化的函數(shù)關(guān)系，并引入了含水率分布系數(shù)和相關(guān)修正系數(shù)來提高含水率在不同土質(zhì)邊坡中分布的準(zhǔn)確性，為邊坡穩(wěn)定性的分析提供了試驗依據(jù)。其函數(shù)關(guān)系式為：

(2)

其中，h為邊坡上某點的高度；θ為土體體積含水率；hw為地下水位高度；B為土體自然持水能力；H為邊坡總高度；A為含水率分布系數(shù)；θs為土體飽和含水率；α1、β1為修正系數(shù)，其表達式為：

(3)

(4)

基于(2)式可以得到土體含水率沿坡高變化的簡化模型，三種土體邊坡中含水率分布形狀相似，均呈現(xiàn)出“L”形分布狀態(tài)，如圖2所示。

圖2 土體含水率隨坡高度分布Fig.2 Distribution of soil water content in the slope

1.2 土水特征曲線

非飽和土的基質(zhì)吸力隨土體含水率發(fā)生變化，體積含水率和基質(zhì)吸力的關(guān)系曲線稱為土水特征曲線(characteristic curve of soil water，SWCC)。常用的土水特征模型包括Van Genuchten模型(VG模型)、Brooks and Corey模型(BC模型)、Fredlund and Xing模型等。BC模型的表達形式相對較簡單，但對于顆粒較細(xì)的土體通常精度不高。Fredlund and Xing模型和VG模型的應(yīng)用更為廣泛，其中VG模型對非飽和土具有更高的擬合精度[12]，因此本文利用VG模型進行土水特征的建模更加合適，其表達式為：

(5)

其中，θ為土體體積含水率；θr為土體殘余含水率；θs為土體飽和含水率；S為基質(zhì)吸力；α、m、n為土水特征曲線的擬合參數(shù)，其中，m=1-1/n。

由于土體粒徑及礦物成分均不相同，粉黏土、粉壤土、粉砂土的土水特征曲線也具有較大差別。本文在前人對VG模型參數(shù)研究的基礎(chǔ)之上，選擇3種具有代表性的土體[12-14]，粉黏土和粉壤土的土水特征曲線較為接近，進氣值較高，曲線斜率變化較小，土體持水能力較好；而粉砂土曲線斜率變化趨勢較快，持水性能低于粉黏土和粉壤土，其VG土水特征曲線如圖3所示。

圖3 非飽和土-水特征曲線Fig.3 Soil-water characteristic curve of unsaturated soil

2 上限分析離散法的基本原理

2.1 上限分析離散機構(gòu)生成原理

基于“離散”法的邊坡破壞機構(gòu)示意圖，如圖4所示。邊坡高度為H，地下水位高度為hw，水位線以上ABDE為非飽和區(qū)域，水位線以下DCE為飽和區(qū)域，邊坡坡度為β。本文的破壞機構(gòu)與傳統(tǒng)極限分析法的對數(shù)螺旋線滑動面有所不同，滑動面采用“點到點”的方式生成，即離散點Pi+1的位置是由前一個離散點Pi所確定的?；瑒用鎻钠浦篊處(點P0)開始生成的，并以C點為原點建立直角坐標(biāo)系。AC為破壞機構(gòu)的速度間斷面，θ0，θh，r0和rh分別為間斷面上各點的角度與半徑，滑動塊體BCA是圍繞旋轉(zhuǎn)中心O旋轉(zhuǎn)的剛體，旋轉(zhuǎn)的角速度為ω。在速度間斷面下方的土體是靜止的，射線OPi和射線OPi+1之間的離散角度為定值δθ，δθ值對邊坡穩(wěn)定性計算的得準(zhǔn)確性具有較大影響，δθ值越小，計算精度越高。

圖4 離散結(jié)構(gòu)示意圖Fig.4 Schematic diagram of discrete structure

假設(shè)速度間斷面上下均是剛體，破壞機構(gòu)間斷面切向速度v與PiPi+1面速度的夾角為內(nèi)摩擦角φi，其中速度v遵循相關(guān)聯(lián)流動法則。結(jié)合幾何關(guān)系，通過(6)式可以由點Pi推導(dǎo)出點Pi+1。

(6)

其中，xi和yi是點Pi的橫坐標(biāo)以及縱坐標(biāo)；xi+1、yi+1是點Pi的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。xo和yo是O橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，θi為橫軸負(fù)方向與射線OPi+1的夾角。

當(dāng)離散點的縱坐標(biāo)yi

2.2 能耗計算

利用上限分析法對邊坡的穩(wěn)定性進行研究時，計算破壞機構(gòu)的外力功率以及內(nèi)能耗散是求解得邊坡的穩(wěn)定性指標(biāo)關(guān)鍵步驟。文中考慮了基質(zhì)吸力以及空隙水壓力對邊坡的影響，因此，破壞機構(gòu)的總的外力功率等于滑動塊體ABC重力功率加上孔隙水壓的外力公率；總的內(nèi)能耗散等于滑動面AC上的內(nèi)能耗散加上基質(zhì)吸力的內(nèi)能耗散。

計算滑動塊體ABC的重力功率時，以滑動面AC上相鄰的離散點為基礎(chǔ)[15]，將兩相鄰的Pi、Pi+1點與B點連接，最后將整個滑動塊體分為若干個小的三角形滑動體BPiPi+1，因此整個滑動塊的重力功率等于若干小三角形滑動體的重力功率之和：

Wγ=-γω∑SiRicosθi

(7)

其中，γ為邊坡土體的重度；ω為邊坡塊體的旋轉(zhuǎn)角速度；Si為小三角形滑動塊體的面積；Ri為小三角形滑動塊體的重心到O點的距離。

當(dāng)yi

(8)

其中，γw為水的重度；hw為地下水位高度；h為滑動面上Pi點的高度,t為滑動面的長度，ru空隙水壓力系數(shù)；φ為點Pi處的內(nèi)摩擦角。

當(dāng)yi≥hw時，機構(gòu)中空隙水壓的外力功率：

Ww=0

(9)

則該機構(gòu)總的外力功率：

W=Wγ+Ww

(10)

由于滑動塊體ABC為剛體，因此只需要計算發(fā)生在滑動面AC上耗散的能量，機構(gòu)的內(nèi)能耗散即為各直線單元PiPi+1上能量耗散之和：

D1=cω∑Liricosφ

(11)

其中，c、φ分別為點Pi處的黏聚力和內(nèi)摩擦角；Li為PiPi+1的長度；ri為O點到點Pi的距離。

當(dāng)0≤yi≤hw時，滑動面上基質(zhì)吸力內(nèi)能耗散率：

D2=0

(12)

當(dāng)hw

D2=Sω∑Liricosφ

(13)

其中，S為基質(zhì)吸力，其表達式為：

(14)

則該破壞機構(gòu)總的內(nèi)能耗散率為：

D=D1+D2

(15)

2.3 安全系數(shù)優(yōu)化計算

求解安全系數(shù)常采用強度折減法，通過將土體的抗剪強度折減，使邊坡達到臨界破壞狀態(tài)，折減系數(shù)Fs即為邊坡安全系數(shù)，折減后的抗剪強度參數(shù)cf和φf為：

(16)

其中，c、φ為原始的抗剪強度參數(shù)。

將上限分析與強度折減法相結(jié)合進行計算時，可以得到關(guān)于安全系數(shù)Fs的隱函數(shù)，然后對其利用遺傳算法進行最優(yōu)解的搜索計算[16]。同時在本離散機構(gòu)中，因為外力功率、內(nèi)能耗散都是通過累積求和的方式得到，F(xiàn)s的計算還需要結(jié)合二分法，優(yōu)化流程如下：

(1)對Fs的搜索范圍[Fs1,Fs2]進行設(shè)置，令安全系數(shù)Fs=(Fs1+Fs1)/2，將其代入(16)式，即可得到cf和φf。

(2)依據(jù)上限定理，如果可以搜索到一組θ0和r0解，使min|W-D|<ε，則Fs為上限解。此時令Fs2=Fs，否則，F(xiàn)s1=Fs。其中，ε為規(guī)定閾值，當(dāng)δθ=0.1o時，ε=5。

(3)重復(fù)上述步驟，直到|Fs2-Fs1|<δFs，優(yōu)化過程結(jié)束，得到的Fs即為安全系數(shù)的最小上限解。δFs為規(guī)定閾值，一般取δFs=0.1。具體Fs的求解過程如圖5所示。

圖5 安全系數(shù)求解流程圖Fig.5 Flow chart of safety factor solution

3 對比驗證

為驗證本文模型和所導(dǎo)公式的正確性，將本文的計算結(jié)果同已有文獻[9]的結(jié)果進行對比?；緟?shù)：含水率分布參數(shù)A黏=0.5，吸力摩擦角φb=20°，殘余含水率θr=0.15，飽和含水率θs=0.45，邊坡高度H=20m，有效粘聚力c′=14kPa，有效內(nèi)摩擦角φ′=27.63°，土體重度γ=19.08kN/m3。結(jié)合(2)式和(5)式可以獲得基質(zhì)吸力沿坡高分布的曲線，如圖6所示。

圖6 基質(zhì)吸力沿坡高分布的示意圖Fig.6 Matrix suction distribution along slope height

本文計算了不同地下水位(2m和6m)和不同坡度(1∶4～1∶1)下邊坡安全系數(shù)，并將本文計算結(jié)果與文獻[9]的計算結(jié)果進行對比，對比結(jié)果如表1所示。從計算結(jié)果可以看出，本文結(jié)果與文獻[9]中假設(shè)基質(zhì)吸力線性分布的安全系數(shù)具有良好的一致性，最大誤差大僅為8%，充分證明了通過土體含水率掌握基質(zhì)吸力在邊坡中分布形態(tài)，進而對邊坡穩(wěn)定性分析是可行的。

表1 不同坡度、地下水位條件下的安全系數(shù)對比

4 模擬結(jié)果和參數(shù)分析

為分析邊坡坡度、地下水位高度、吸力摩擦角等因素對邊坡穩(wěn)定性的影響，假設(shè)本文的非飽和土邊坡是均質(zhì)的。參數(shù)取值：邊坡表面含水率0.24，含水率分布系數(shù)分別是：A黏=0.1，A壤=0.01，A砂=0.001，土體重度γ=20kN/m3。并分析了3種不同粒徑的土體邊坡在穩(wěn)定性方面的差異。

4.1 不同地下水位時β對安全系數(shù)的影響

4.1.1 模擬結(jié)果及工況β是影響邊坡穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，為了解坡度對邊坡穩(wěn)定性的影響機理。本文選取粉砂土、粉壤土、粉黏土的c′分別是5、10、14kPa，有效內(nèi)摩擦角φ′=27°，φb=20°，坡度β從25°遞增到50°。在上述參數(shù)下計算了水位hw=2m和hw=5m時的安全系數(shù)，計算結(jié)果如圖7所示。

圖7 安全系數(shù)-坡度-水位曲線Fig.7 The safety factor-gradient-water level curve

4.1.2 參數(shù)分析 不同地下水位，3種土體邊坡安全系數(shù)Fs與坡度β的關(guān)系如圖7所示。由圖7可知，兩種不同水位下，邊坡安全系數(shù)Fs變化規(guī)律較為相似，地下水位hw和坡度β對邊坡的Fs影響較大。當(dāng)處于同一坡度β，同一地下水位hw時，對比3種土體邊坡的安全系數(shù)可以發(fā)現(xiàn)：粉黏土邊坡穩(wěn)定性最佳、粉砂土邊坡穩(wěn)定性最差、粉壤土邊坡在兩者之間。當(dāng)?shù)叵滤话l(fā)生變化時，粉黏土邊坡和粉壤土邊坡的安全性系數(shù)降低幅度較粉砂土大。例如，坡度β=40°，水位從2m升高至5m時，粉黏土邊坡和粉壤土邊坡的安全系數(shù)平均降低幅度超過8.5%，而粉砂土邊坡的安全系數(shù)降低幅度低于6%。

對于不同土體的非飽和邊坡，F(xiàn)s值與坡度β值之間存在非線性的變化關(guān)系。隨著坡度增大，邊坡安全系數(shù)顯著降低，并且變化速率逐漸降低。以地下水位hw=2m的粉黏土邊坡為例，當(dāng)坡度從β在25°到30°之間時，邊坡平均安全系數(shù)Fs≈1.52，安全系數(shù)的變化速率為0.0457；而當(dāng)β升高到45°到50°之間時，邊坡平均安全系數(shù)Fs≈0.9483，安全系數(shù)變化速率為0.0211。因此在實際工程中邊坡坡度對邊坡安全性的影響也是不容忽視的。

4.2 不同坡度時φb對安全系數(shù)的影響

4.2.1 模擬結(jié)果及工況 吸力摩擦角φb反映抗剪強度隨基質(zhì)吸力增加的速率，是非飽和土抗剪強度的重要指標(biāo)，因此有必要考察不同取值對邊坡安全系數(shù)的影響。研究選取粉砂土、粉壤土、粉黏土的c′分別是5、10、14kPa，有效內(nèi)摩擦角φ′=27°，地下水位高度hw=2m，吸力摩擦角φb從10°變化到27°，基于以上條件分別計算坡度β=30°和β=45°時的安全系數(shù)，計算結(jié)果如圖8所示。

圖8 安全系數(shù)-吸力摩擦角-坡度曲線Fig.8 The safety factor-angle of suction friction-gradient curve

4.2.2 參數(shù)分析 從圖8可知，在不同坡度情況下，三種土體邊坡的安全系數(shù)都隨著吸力摩擦角的增大而增加。觀察不同土體邊坡在不同坡角下，吸力摩擦角對邊坡穩(wěn)定性影響因土壤類型而異。當(dāng)吸力摩擦角φb取較小值，坡度β分別取值30°和45°時，三種土體邊坡的Fs降低了約0.2；而隨著吸力摩擦角的不斷增大，兩坡度下Fs的差值也在不斷增加，其中粉黏土邊坡的Fs下降最多，在φb=φ′時，安全系數(shù)Fs降低約0.56。

研究采用了線性的非飽和強度公式，將吸力摩擦角取值為常數(shù)，觀察圖8可知，同一坡度，同一土體時，吸力摩擦角的取值大小對邊坡的穩(wěn)定性具有較大的影響，以粉黏土為例，當(dāng)φb=10°時，邊坡安全系數(shù)Fs=0.8965，當(dāng)φb=27°時，邊坡安全系數(shù)Fs=1.7920，安全系數(shù)相差較大。因此對于實際工程中的邊坡，非飽和強度對邊坡安全系數(shù)的影響較為顯著，在設(shè)計時對于土體φb的取值應(yīng)給予充分考慮。

4.3 不同坡度時hw對安全系數(shù)的影響

4.3.1 模擬結(jié)果及工況 在影響非飽和土邊坡滑動的各種外界的因素中，地下水位對邊坡的安全穩(wěn)定性具有顯著的影響作用，為突出地下水位對邊坡穩(wěn)定性的影響。研究選取粉砂土、粉壤土、粉黏土的c′分別是5、10、14kPa，有效內(nèi)摩擦角φ′=27°，φb=20°，地下水位hw從1m上升到10m?；谝陨蠗l件分別計算坡度β=30°和β=45°時的安全系數(shù)，計算結(jié)果如圖9所示。

圖9 安全系數(shù)-地下水位-坡度曲線Fig.9 The safety factor-ground water level-gradient curve

4.3.2 參數(shù)分析 不同粒徑土體邊坡安全系數(shù)Fs與地下水位hw的關(guān)系如圖9所示。在不同坡度情況下，三種粒徑的土體邊坡安全系數(shù)都隨著地下水位的升高而減小。以β=30°的粉壤土邊坡為例，當(dāng)?shù)叵滤籬w=1m時，安全系數(shù)Fs=1.1999；hw=10m時，安全系數(shù)Fs=0.8778，安全系數(shù)降低了27%，邊坡處于失穩(wěn)狀態(tài)。

產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因有兩種，一是水位上升導(dǎo)致部分邊坡土體由非飽和狀態(tài)轉(zhuǎn)變至飽和狀態(tài)，邊坡非飽和區(qū)域面積減小，同時非飽和區(qū)內(nèi)部的含水率顯著增大，造成邊坡內(nèi)部基質(zhì)吸力持續(xù)降低，總抗剪強度顯著下降；二是隨著地下水位升高，原飽和區(qū)內(nèi)部土體的孔隙水壓持續(xù)增大，土體有效應(yīng)力下降，也導(dǎo)致邊坡抗剪強度降低。

從圖9可以看出，在低水位的情況下，地下水位變化對邊坡安全系數(shù)的影響更加敏感；在高水位時，地下水位的變化對邊坡安全系數(shù)影響較小，以β=30°的粉黏土邊坡為例，當(dāng)?shù)叵滤籬w=1m，F(xiàn)s=1.5599；hw=4m，F(xiàn)s=1.2188，平均地下水位每升高1m，安全系數(shù)降低0.1137；而當(dāng)?shù)叵滤籬w由7m升高至10m時，平均地下水位每升高1m，安全系數(shù)降低0.0315。由此可見，處于初始地下水位較低的邊坡，地下水位的驟然升高，將對邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響。

5 結(jié)論

本文從非飽和土邊坡的含水率分布出發(fā)得到基質(zhì)吸力分布曲線，基于極限分析上限模型，討論了不同非飽和土邊坡的穩(wěn)定性問題，研究了地下水位、邊坡坡度以及吸力摩擦角對邊坡穩(wěn)定性的影響。根據(jù)計算結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：

(1)通過含水率分布曲線與土水特征模型的擬合獲得了較為精確的吸力曲線，不同的微觀土性參數(shù)可以獲得不同的吸力曲線，不同曲線之間的差異表征了邊坡中基質(zhì)吸力的變化。土體含水率以及相關(guān)土性參數(shù)對土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性具有重要影響，應(yīng)在邊坡設(shè)計、施工中充分考慮其影響。

(2)本文從坡度、吸力摩擦角，地下水位高度這三個方面研究了非飽和土邊坡的失穩(wěn)特點，研究表明它們與邊坡安全系數(shù)之間存在一定的變化規(guī)律。其中，隨著β的增加，安全系數(shù)降低的同時，β的變化對穩(wěn)定性的影響逐漸減小；當(dāng)φb的增加，F(xiàn)s近乎均勻增長；當(dāng)hw處于淺水位時，地下水位變化對邊坡穩(wěn)定性影響較大，hw增長至較高水位時，地下水位變化對邊坡穩(wěn)定性影響較小。

(3)邊坡穩(wěn)定性受多種因素的影響，β和φb是從邊坡的幾何形態(tài)以及土體強度直接對穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，坡度越陡穩(wěn)定性越低，由抗剪強度理論可知，φb越大穩(wěn)定性越高；而hw變化時邊坡安全系數(shù)變化規(guī)律相對較復(fù)雜，是因為地下水位的變化先對邊坡內(nèi)基質(zhì)吸力產(chǎn)生影響，水位上升，基質(zhì)吸力降低或消失，使得土體抗剪強度降低，邊坡穩(wěn)定性降低；反之，則邊坡穩(wěn)定性得到提高。