邊坡失穩的影響因素及破壞模式綜述

王 海 江

(紹興市柯橋區交通工程質量安全監督站，浙江 紹興 312030)

0 引言

近年來，隨著基礎設施建設的進一步推進，大量道路工程正在建設或已經建設完成。在道路工程建設過程中，一般都是根據地形特征選線修路，因此會出現大量的邊坡工程。這些邊坡在荷載及環境因素(尤其是降雨和溫度)的共同影響下，會產生大量邊坡變形破壞，從而影響道路正常運行。因此，道路邊坡失穩的影響因素及破壞模式的研究對實際道路工程有著非常重要的意義[1]。

1 邊坡失穩破壞機理分析

邊坡失穩過程就是邊坡巖土體變形、破壞及運動的過程。發生邊坡失穩破壞是需要兩個前提條件的：1)坡體內部破壞運動能夠形成貫穿滑動面；2)坡體下滑力大于抗滑力。邊坡在未開挖前，由于多年地質作用，處于自平衡狀態，開挖過程使得部分巖土體應力釋放，產生應力重分布、應力松弛、部分巖土體強度降低等問題，一旦巖土體產生的應力變形過大，超過允許范圍時，就會發生邊坡失穩現象。

2 道路邊坡失穩破壞的影響因素

根據邊坡理論發展及多年工程實踐經驗，邊坡失穩破壞的影響因素一般可以分為兩大類：內部因素和外部因素。其中，內部因素主要包括巖性與地質構造、地形地貌兩個方面；外部因素主要包括工程施工、水文及降雨情況、地震作用。

1)巖性及地質構造。

巖性及地質構造是邊坡穩定性中的重要影響因素。地質構造主要包括斷層節理、褶皺、構造運動等，這是巖質邊坡穩定性的前提性因素，起著決定性作用。巖性即為邊坡巖體的力學屬性，主要包括組成、強度、結構、容重、抗風化能力、是否存在大量泥質夾雜等。如果邊坡巖層強度高、致密、抗風化能力強，則不易發生滑坡破壞，諸如花崗巖等邊坡。而如泥巖、頁巖類的邊坡，穩定性問題則非常突出。

2)地形地貌。

地形地貌是指地質意義上的地形地貌，這對邊坡穩定性影響很大。一般來說，坡度越大、坡高越高，如深切峽谷及陡峭的邊坡，發生邊坡失穩的概率就比較高。喬建平等[2]通過分析三峽庫區地形地貌與滑坡的特征，可以定量地得到兩者的相關性。李秀珍等[3]將汶川滑坡與地形地貌關聯起來，通過統計分析，發現30°～40°坡容易產生滑坡災害。

3)工程施工。

人類活動對自然界的影響越來越大，其中，工程活動對于邊坡巖土體來說是非常重要的荷載作用。其中如坡腳破壞、工程爆破、邊坡表面植被破壞、邊坡上引水灌溉、坡上荷載施加等，都會進一步加劇發生滑坡類地質災害[4]。在施工過程中，要注意上述內容，減少引發邊坡失穩的因素。

4)水文及降雨情況。

由于降雨過程具有連續性，雨水轉為地下水，從而產生水與斜坡巖土體之間的力學作用，這類作用較為復雜，屬于典型的水—力耦合作用過程，這是人們公認的滑坡災害的主要外在激發因素。其原因有如下兩個方面：a.一般情況下地面以下未暴露的新鮮巖體的透水性不好，而即使暴露出來，隨著外界環境及外荷載的共同作用，致使已有節理、裂隙有不同程度的擴張，但往往無法形成具有儲水功能的邊坡穩定的危險源，而水巖化學作用對邊坡巖體產生弱化作用則是主要原因。b.降雨補給了地下水，地下水的滲流對邊坡巖土產生水壓力作用，同時由于水周邊巖土體抗剪強度下降，這種水壓力作用影響更大。

5)地震。

地震作為地殼能量釋放方式之一，具有較大的破壞作用。由地震誘發的邊坡失穩，其發育及分布主要受到地殼內部動力特征來控制的，即震源機制(如震源，震中距等)決定著滑坡特征，同時邊坡的坡度、坡高等邊坡特征也對滑坡特征有著重要的影響作用。

3 邊坡失穩的破壞模式

1)巖質邊坡破壞模式。

公認的主要包括以下三種失穩形式：

a.平面滑動破壞：由于自重作用產生的下滑力大于巖層間的抗滑力而產生的順巖層滑動的滑坡失穩問題。

b.圓弧滑動破壞：力學機理同上，導致滑坡沿著圓弧剪切面下滑。

c.楔體滑動破壞：滑動過程中有多條結構面產生滑移，形成楔形體滑坡失穩。

2)土質邊坡破壞模式。

土質邊坡失穩時，一般規模相對較小，其破壞模式可以分為四類：坡面破壞、崩塌破壞、滑動破壞和滑塌破壞。

3)巖土質混合邊坡破壞模式。

由于存在巖和土兩種介質，其物理力學屬性有較大區別，因此巖土混合類邊坡屬于較為復雜的一類邊坡，其失穩破壞的模式較多，常見的有三種基本類型：巖土體整體滑動失穩，土層沿巖石接觸面的失穩，巖體內結構面失穩。