某高速公路邊坡穩定性分析

李 澤 山

(中鐵十七局集團第二工程有限公司，陜西 西安 710043)

某高速公路邊坡穩定性分析

李 澤 山

(中鐵十七局集團第二工程有限公司，陜西 西安 710043)

針對寧都至定南高速公路A9標段邊坡的具體情況，分析了影響邊坡穩定性的因素，并采用理論方法，計算了A9標段邊坡的穩定性，提出了提高邊坡穩定性的措施與有效的防護方法，確保了高速公路的安全性。

高速公路，邊坡，穩定性，防護措施

邊坡穩定性一直是邊坡工程的核心內容，貫穿于邊坡工程全過程[1]。目前我國基礎建設的大力發展，邊坡穩定問題變得越來越突出和重要。這些看似表面的活動，卻帶來了災難性的破壞和損失。目前隨著我國經濟的快速發展，高速公路的建設方興未艾，邊坡的穩定性對高速公路的正常運營起到至關重要的作用，確保高速公路邊坡的正常運營已經是業界日益重要的課題之一[2]。本文針對寧都至定南高速公路(以下統稱寧定高速公路)A9標段邊坡的具體情況，分析影響該邊坡穩定性的具體因素，采用理論計算的方法對該邊坡進行分析，并提出合理的防護措施和建議。

1 工程概況

寧定高速公路是連接鄱陽湖生態經濟區、贛南原中央蘇區與珠三角地區的贛粵省際快速運輸通道的重要組成部分，對于完善該地區的公路網結構，改善當地的交通條件，促進當地的經濟發展具有重要意義。A9標段位于江西與廣東兩省的交界處，段內有多處高邊坡路段，需要進行邊坡的穩定性分析。

2 影響寧定高速公路A9標段邊坡穩定性的因素

寧定高速公路A9標段路線跨低丘陵溝谷地貌，地勢起伏較大，巖土表層覆蓋1 m～3 m褐紅色含礫低液限粉質粘土，下伏地層為加里東期花崗巖，全、強風化層厚15 m～25 m，寧定高速公路A9標段內的邊坡主要受巖土性質的影響，人為削坡活動也為影響邊坡穩定性的重要因素。

3 A9標段邊坡穩定性分析

3.1 邊坡穩定分析方法

分析方法一般分為定性、定量和數值分析三種方法。定性分析法[3]綜合考慮多種影響邊坡穩定的因素，能夠快速判斷邊坡穩定的狀況，即抗滑力與滑動力的比值。定量分析法得出具體的穩定安全系數，應用最多、范圍最廣的是極限平衡法和有限元法。

具傾斜坡面的土體或巖體，由于坡表面傾斜，在坡體本身中力及其他外力作用下，整個坡體有從高處向低處滑動的趨勢，同時由于坡體土自身具有一定的強度和人為的工程措施，它會產生組織坡體下滑的抵抗力。一般來說，如果邊坡土體內部某一個面上的滑動力超過了土體抗滑力，邊坡滑動，失去穩定，反之。在工程上常用邊坡穩定安全系數來衡量：

(1)

其中，τf為沿整個滑裂面上的平均抗剪強度；τ為沿整個滑裂面的平均剪應力；Fs為邊坡穩定安全系數，Fs>1，土坡穩定；Fs<1，土坡失穩；Fs=1，土坡處于臨界狀態。

3.2 A9標段邊坡穩定性案例分析

A9標段路線全長4.895 km，起點K206+700，終點K211+595.2，總體呈南北走向。位于終點的江西、廣西兩省交界處的路段邊坡由于雨水作用存在隱患，但還沒有明顯的破壞跡象，出于安全考慮，施工單位根據相關道路數據，進行該路段抽樣邊坡驗算，根據相關資料已知為：路基高度13 m，頂寬10 m，其橫截面初步擬定如圖1所示，垃圾填土為粉質中液限亞粘土，土的粘聚力c=10 kPa，內摩擦角24°(tanφ=0.45)，重度γ=17 kN/m3，荷載為公路—Ⅰ級汽車荷載，對該邊坡進行了穩定性分析。

采用瑞典圓弧法進行分析[4]，繪出三條不同位置的滑動曲線：一條通過路基中線；一條通過路基的右邊緣；一條通過距右邊緣1/4路基寬度處，以路堤縱向長度1 m計算出各分段的重力，在滑動曲線切線方向分力Ti=Gisinαi，并分別求出此兩者之和∑Ni和∑Ti。

計算出滑動曲線圓弧長L，計算穩定系數：

同樣計算得K1=1.11，K3=1.40。由于通過路基中線的曲線的穩定系數最小，最靠左邊，所以，在左邊緣與路基中線之間的中點繪一條滑動曲線，計算其穩定系數K4=1.12。可見，第一條曲線為極限的滑動面，其穩定系數略小于1.25～1.50范圍要求，因此，該邊坡穩定需要加強。邊坡橫斷面圖見圖1。

4 邊坡失穩的防護

通過計算得知該邊坡的穩定性略低于要求，因此需要采取科學有效的措施，依然可以防范邊坡失穩的發生，在本工程中主要采取的措施有：

1)采用機械進行削坡。通過機械作業，人為地對該邊坡適當削坡，放緩邊坡的坡度，從而提高該邊坡的工程穩定性。

2)采取邊坡防護措施。削坡后，為改善環境，通過合理的防護形式以達到保持水土、穩定邊坡的效果，采用了肋式拱型骨架防護的形式進行了路塹邊坡的防護，施工方法新穎，實用，與周邊環境相協調，產生了明顯的社會效益和經濟效益。

5 結語

在新建高速公路的修建中，為了滿足設計路線的需要，不可避免地會出現高邊坡的形式，而高邊坡的安全性直接影響公路的正常運營。介紹了影響邊坡穩定性的因素，對寧定高速公路A9標段的邊坡穩定性進行了案例分析，采取了削坡和肋式拱型骨架的邊坡防護措施，達到了提高邊坡穩定性的效果。

[1] 陳新民，羅國煜.基于經驗的邊坡穩定性灰色系統分析與評價[J].巖土工程學報,1999,21(5):638-641.

[2] 鄧 爽，陳開圣.某山區公路邊坡穩定性調查分析[J].貴州大學學報(自然科學版)，2016,33(5)：121-125.

[3] 魏雨露,韓霽昌.土質邊坡穩定性及可靠度分析方法研究[J].陜西水利，2016(S1):24-26.

[4] 于 志.公路土質邊坡穩定性研究[D].長沙：湖南大學,2009.

The slope stability analysis of a expressway

Li Zeshan

(The2ndEngineeringCo.,LtdofChinaRailway17BureauGroupCorporation，Xi’an710043,China)

According to the specific slope situation of section A9 of Ningdu to Dingnan expressway, the influence factors of slope stability were analyzed, the theory was used to analyze the slope stability, reasonable measures to improve the slope stability and the effective reinforcement method were adopted, ensured the safety of the highway.

expressway, slope, stability, reinforcement measures

1009-6825(2017)05-0178-02

2016-12-04

李澤山(1983- )，男，工程師

U416.14

A