路塹高陡邊坡開挖變形分析

（婁底市婁星區農村公路管理局，湖南 婁底 417000）

一、關于邊坡巖土體力學參數環節的分析

在巖土體工作模塊中，受到開挖擾動的影響，邊坡開挖變形是客觀存在的。在其發生變形的過程中，不同的作用地點、時間其變形的結果也是不同的。在該文中，為了更好的進行變形規律的分析，我們進行蠕變概念的探討，對該現象的深入剖析。

在現實工作中，滑坡產生的因素是非常多的，有其巖土體本身的應用因素，也有外部因素的影響。通過對巖土體的時變環節、漸變環節等的分析，可以更好的進行滑坡產生因素的分析。為了滿足現實工程質量的提升，進行巖土體的特性研究是非常必要的，從而確保施工環節的正常開展，避免出現一系列的工程失敗情況。在工程實踐過程中，由于其邊坡應用類型的不同，其開挖方式也是不同的，這需要我們進行其具體應用情況下的時變、漸變等特征的具體分析，這就需要進行巖土體自身物理力學性質，邊坡巖土體變形等分析。

在巖土體強度性能分析過程中，我們要進行抗剪強度參數值的分析，實現對巖土體強度性能的積極評價。受到內外因素的影響，邊坡體在人為情況下會產生一些變化，比如同一邊坡區域內不同部位的巖土體強度參數差異，這也導致了邊坡巖土體變形的差異性。從巖土體強度性能整體性分析角度來看，外界的作用會影響淺層巖土體，這也涉及到邊坡巖土體抗剪強度環節的深度效應。對于巖土體自身物理力學參數的這種空間效應特點，國內外很多學者都進行了研究，如 1982年A saoka A、等人對粘土的不排水抗剪強度進行了深度上的研究，相關研究結果見表1；2004 年Almeida 等人對殘積土和砂土做了一批試驗，研究巖土的強度參數隨深度的變化規律性。

前人的這些研究都說明，巖土體物理力學參數隨深度有很大的變化，這種基本參數的空間效應是邊坡體受到巖土深度情況的影響，巖土體的抗剪強度也發生了一系列的變化，導致其物理力學參數產生巨大的差異。通過對該模塊中基本參數空間效應的剖析，進行邊坡提變形空間效應影響因素的分析。為了更好的進行該環節的深度效應分析，相關人員對某風化順層軟巖殘積土滑坡工程進行了詳細勘察，所得數據處理擬合結果表明，標準貫入錘擊數歸一化量隨深度歸一化量呈現指數型函數變化規 律 在強度參數空間效應的分析過程中，為了確保分析結果的更有效，我們也要進行時間效應的分析。我們把上述幾種工作模塊稱之為邊坡巖土體基本物理力學參數時空效應。隨著外界時間的變化，巖土體會發生一系列的風化作用，這就影響了巖土體整體強度的優化，也破壞其巖體的整體性。在外界自然環境的影響下，巖土體會產生一系列的物理風化作用，在其作用過程中，也產生了一系列的化學及其物理反應，這歸結于外部自然環境的改變。化學風化作用的結果，且風化帶巖石的含水量及溫度都經受周期性的變化。比如，新近填土的強度參會隨時間延長而逐漸增加，而裸露巖石的強度參數值則會因不斷風化而降低。火成巖的強度，相應于一定的含水量的溫度，由于風化作用可降低到原強度的數百或數千分之一，而第三系和中生界的粘土則可降為原強度 三至 三十分之一。

二、邊坡巖土體變形階段與破壞階段的分析

1 為了更好的進行邊坡巖土體變形環節的分析，進行其不同應用階段的綜合、概括是非常必要的。在該模塊中，其涉及到邊坡的穩定變形模塊、破壞模塊等。上述這兩種情況的變化，也是邊坡巖土體變形規律的演化過程中，這是一種量變的積累，具備較強的時空效應。在邊坡體變形狀況的研究過程中，外界影響條件是一個需要重點分析的因素。如開挖方式的不同、降雨強度或持時的不同等，會使得邊坡的這種變形進程展現出不同的特點。例如短時強降雨作用往往會造成土質邊坡的淺層滑移，而強度低但持時久的降雨又很可能使得邊坡在較深處形成大的滑移面，并導致大規模滑坡現象的產生。

受到開挖作業情況的影響，在山體作業過程中，其路塹邊坡體不同部位的變形狀況也存在差異。比如山體的坡腳的變形量是比較大的，坡頂位置的張拉裂縫非常的明顯，在山體坡面淺層土體變形情況中，其具備的變形位移又會隨著深度的差異而發生相關的變化。這涉及到邊坡內部的力學平衡情況，開挖環節的開展，一定程度上破壞了邊坡內部的力學平衡狀態，在其改變的過程中，開挖工作中的坡體位移情況會產生變化。即坡體由表及里的不同位置都會產生不同的位移，在開挖坡體內發生應力調整和位移變化的區域稱為開挖影響區。在此影響區內有些地方因應力調整過大出現較大位移而發生局部破壞，隨著開挖的繼續進行，這些局部破壞的區域會擴展形成宏觀的破壞面，邊坡的變形也相應過渡到失穩變形階段。因此，深入了解路塹邊坡可能產生的變形規律，在此基礎上對開挖方式進行適當調整，是具有重要意義的。

在開挖工作模塊中，受到外界作用力的影響，邊坡巖體的變形情況會不斷產生變化，與此同時，邊坡巖土體的應力情況也在發生著改變，在其不斷調整的過程中，也是時變、漸變特點展現的過程。受到巖體、土體的自重應力情況及其水平應力情況的影響，其時變及其漸變性質的作用更加突出，巖體的變形性質也愈來愈增加，當然影響該環節的，還有其他一些影響因素。如上面所研究過的巖土體強度參數的時空效應、植被作用以及外加荷載等。巖土體材料的變形包括巖石和土的變形。巖土體材料的典型變形曲線，應力水平較低時，變形過程可能以恒速或減速形態來進行；當應力水平較高時，變形過程可能以加速形態來進行，第一種情況稱為穩定變形過程，第二 種情況稱為非穩定變形過程

表1 不排不抗剪強度隨深度試驗結果

2 在巖體非穩定變形過程中，我們需要關注其變形變化的各個階段，比如瞬時彈性變形情況、初始變形情況、穩定變形情況、加速變形情況等。在瞬間彈性變形程序中，受到其外界作用的影響，巖體會產生瞬間彈性變形情況。在初始變形程序中，其應變情況隨著時間的變化而不斷變化，也影響了其應變率的變化。為了滿足日常工作的需要，進行不同應用條件下的巖土體變形曲線的研究也是非常必要的。荷載越大，巖土體破壞越快。在低應力水平下，只出現變形過程的第一階段，變形具有衰減特性；在中等應力 水平下，出現變形的第一和第二階段，變形可以不斷的發展，但不過渡到第三階段；當應力較大時，變形的三個階段都出現，變形加速發展直至巖土體破壞；當應力很大時，變形第三階段幾乎是在加載之后立即發生的，巖土體馬上就發生破壞。

3 受到巖土體的自身重力及其構造地應力場的影響，在不同的重力作用影響下，其邊坡變形曲線的反映也是不同的。比如在較小應力情況時，其邊坡變形曲線不存在加速變形的情況邊坡區域穩定性。如果具備較大的應力，加速變形狀況是普遍存在的，而穩定變形情況很少見，導致邊坡失穩情況的產生。受到不同的應力條件的影響，邊坡變形曲線也是不同的。該文對路塹高陡邊坡的變形機理進行了較為詳細的分析，認為邊坡變形的發展大致要經歷四個階段：蠕動、微滑、劇滑以及固結穩定階段，其中前兩個階段的特征是工程實踐中所重點關注的內容。這兩個階段所體現的變形正是通常說所的巖土體“時變”、“漸變”。這種變形，又是巖土體變形時空效應的展現。

結語

為了更好的進行邊坡巖土體時變、漸變性質的分析，進行巖土體物理力學參數等環節的分析是非常必要的，以確保預測工作環節的正常開展。

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