雨水滲透下巖土邊坡縱向抗剪強度勘察技術分析
——以小清河復航工程施工二標對應項目為例

任博學REN Bo-xue

（濟南清河巖土工程有限公司，濟南 250022）

0 引言

隨著氣候變化和人類活動影響的增加，巖土工程中邊坡穩定性成為一個備受關注的議題。針對小清河復航工程施工二標項目，對雨水滲透下巖土邊坡縱向抗剪強度勘察技術的研究顯得尤為重要。目前對于雨水滲透下巖土邊坡縱向抗剪強度的研究相對較少，特別是針對具體工程項目的實際情況。本研究通過以小清河復航工程施工二標為例，填補了這一領域的研究空白，提供了實踐案例。該研究可為類似工程項目的設計和施工提供重要的技術參考。通過深入分析雨水滲透條件下巖土邊坡縱向抗剪強度勘察技術，可以更準確地評估邊坡穩定性風險，優化工程設計，確保工程安全可靠。

1 項目概況

小清河復航工程施工二標對應項目位于山東省濟南市，這一地區地理位置獨特，有著豐富的水資源和潛在的交通運輸需求。工程的主要目標是恢復小清河的航運功能，以促進區域經濟的發展和水上交通的便捷。在項目區域，巖土邊坡是一個普遍存在的地質特征。這些邊坡通常由巖石和土壤組成，地質條件復雜多樣。施工要求在保證航運通暢的同時，必須保障邊坡的穩定性，以防止坡面滑動、坡體塌方等問題的發生。該項目區域的巖土邊坡穩定性問題主要源于雨水滲透。降雨季節會導致邊坡土壤飽和，增加了坡體的重量，同時降低了土壤的抗剪強度。這種情況可能會引發邊坡滑動、塌方等不穩定現象，威脅到工程安全和航運通暢性。（如圖1）鑒于巖土邊坡穩定性問題和雨水滲透的影響，對小清河復航工程施工二標對應項目進行勘察技術分析至關重要。

圖1 小清河現場預施工現場剖面結構圖

2 勘察方法和數據結果分析

研究雨水滲透下巖土邊坡縱向抗剪強度是巖土工程中的重要課題，因為雨水滲透可能導致邊坡的穩定性問題。為了有效研究這一問題，我們進行了實地調查，并通過對勘察數據和結果進行分析，幫助我們了解雨水滲透引起的巖土邊坡縱向抗剪強度變化和穩定性問題。

2.1 實地調查

實地調查是研究雨水滲透下巖土邊坡的第一步，它包括以下內容：

地質勘察：了解地下巖土結構、地層分布和地質特征，以確定潛在的滲透路徑和可能的弱點；

降雨情況記錄：收集長期的降雨數據，以確定雨水對邊坡的影響。這包括降雨量、降雨強度、降雨頻率等信息；

地下水位監測：監測地下水位的變化，以了解地下水對邊坡穩定性的影響。

實地調查的優點在于提供了實際場景的數據，但它也受到天氣、地質條件和時間的限制。

2.2 勘察數據分析與模擬方法

以下是小清河復航工程中進行雨水滲透下巖土邊坡縱向抗剪強度勘察的數據分析與模擬的詳細步驟和方法：

在小清河復航工程中，為了對雨水滲透下的巖土邊坡縱向抗剪強度進行評估，我們采用了數據分析與模擬的方法。這些方法包括滲流概率分析、有限元法和點估計法等。

針對滲流概率分析，我們通常使用統計有限元法或隨機（概率）有限元法。這兩種方法需要進行大量的計算，通常需要進行103～104次級別的計算。雖然這些計算量對于一些重要工程的穩定性評價和支護結構優化設計來說是值得的，但對于重要性較一般且開挖過程中坡面形態不斷變化的邊坡而言，這些耗時的方法在實踐中難以應用。

因此，為了彌補當前邊坡滲流概率分析的不足，在邊坡滲流概率分析中引入了點估計-有限元法。點估計法是一種參數估計方法，它在總體分布函數已知的情況下，利用樣本統計量來估計總體參數。該方法在巖土工程領域經過多位學者的修正后逐漸應用，主要用于分析巖土材料力學參數不確定性對工程穩定性的影響。

根據這一思想，我們將邊坡工程滲流和穩定性等計算結果（如含水率場、孔隙水壓力場和邊坡安全系數等）視為總體參數，并假設該總體參數的統計分布函數與材料參數的統計分布函數類型一致（例如都是正態分布或對數正態分布）。然后，通過點估計的方式解決考慮材料滲透特性不確定性的邊坡滲流初值問題，進而實現邊坡可靠度分析。

通過以上步驟和方法，我們能夠對小清河復航工程中雨水滲透下巖土邊坡縱向抗剪強度進行全面的數據分析與模擬研究。這有助于更好地評估邊坡的穩定性，并為工程設計和決策提供科學依據。

2.3 勘察數據和結果

地下巖土結構和地質特征：發現了巖土邊坡地質條件復雜，存在多種巖石和土壤類型，包括粉砂巖、黏土和礫石層（如圖2）。

圖2 小清河復航項目滲透管-排水一體化處理設施構造斷面示意圖

雨水滲透情況數據：分析了多年的降雨數據，發現降雨季節時，邊坡受到顯著的水滲透影響，土壤飽和度增加。

土壤抗剪強度測試結果：經過室內試驗，確定了不同土壤類型的抗剪強度和穩定性特性。

這些數據和結果幫助我們更好地理解了雨水滲透對巖土邊坡的影響。降雨季節導致土壤飽和度增加，使土壤抗剪強度降低，增加了邊坡滑動和塌方的風險。此外，復雜的地質條件也增加了邊坡穩定性問題的復雜性。

2.4 小清河復航工程雨水滲透引起的巖土邊坡縱向抗剪強度變化

在實際勘探中，發現在小清河巖土邊坡中，雨水滲透所帶來的影響是多方面的。這種滲透會改變巖土材料的特性，導致邊坡縱向抗剪強度發生變化。（如圖3）

圖3 小清河降雨循環條件下巖土邊坡縱向抗剪強度變化示意圖

其中的關鍵點包括：

影響因素：降雨強度、時間和巖土材料特性等都是重要因素；

水壓增加：雨水滲透會提高邊坡內部的孔隙水壓力，導致有效應力減?。?/p>

強度降低：隨著雨水滲透程度增加，邊坡縱向抗剪強度逐漸減小。

這些變化對巖土邊坡的穩定性和整體結構都帶來了顯著的影響。

為了準確評估巖土邊坡在雨水滲透條件下的縱向抗剪強度，利用數值模擬方法，建立巖土邊坡模型，考慮雨水滲透影響因素；分析邊坡在不同雨水滲透條件下的變形和破壞特點；結合現場監測數據，驗證模型分析結果的準確性。（如圖4）

圖4 雨水滲透引起的巖土邊坡縱向抗剪強度變化圖

2.5 雨水滲透引起的巖土邊坡穩定性問題

雨水滲透引起的巖土邊坡穩定性問題是在小清河復航工程中需要認真考慮和解決的一個重要問題。當雨水滲透進入邊坡地區時，會改變邊坡的水文地質條件，從而導致土壤的軟化和失穩。這種情況下，邊坡可能會發生滑動、坍塌等不穩定現象，特別是在高強度降雨情況下，雨水滲透可能會加劇邊坡的災害風險。

雨水滲透對邊坡的影響主要有兩個方面。首先，雨水的滲透會增加邊坡土壤中的含水量，導致土壤顆粒之間的摩擦力減小，土壤整體變得較為松散。其次，雨水的滲透還會增加土壤中的孔隙水壓力，使土壤內部的有效應力減小，進一步削弱了邊坡的抗剪強度。因此，我們必須認真分析和評估雨水滲透引起的巖土邊坡穩定性問題。在工程設計中，應充分考慮邊坡的防滲排水措施，通過合理的排水系統來降低土壤含水量和孔隙水壓力，從而減少邊坡的軟化和失穩風險。此外，還需要進行相關的數值模擬和工程試驗，以深入研究雨水滲透對邊坡穩定性的影響機制，為工程實施提供科學可靠的技術支持。

綜上所述，小清河復航工程中的雨水滲透引起的巖土邊坡穩定性問題具有重要的工程意義，我們應該充分認識并采取相應的措施來確保工程的安全與穩定。

3 針對巖土邊坡縱向抗剪強度降低的防治措施

為了預防巖土邊坡縱向抗剪強度降低可能引發的問題，可以采取以下防治措施來加以應對：

加固邊坡基礎，提高整體穩定性：通過在邊坡基礎上進行加固工程，如鋼筋混凝土樁、擠密灌漿等，可以增加巖土邊坡的整體穩定性，提高其縱向抗剪強度。

設計排水系統，減小孔隙水壓力：合理設計和建設邊坡的排水系統，包括設置排水溝、鋪設排水管道等，能夠有效地降低孔隙水的積聚和壓力，減少其對巖土邊坡縱向抗剪強度的影響。

改善土壤材料特性，增加抗剪強度：采用合適的土壤改良技術，如土石混合法、灰土法等，可以改變土壤的物理和力學性質，提高其抗剪強度，從而增強巖土邊坡縱向的穩定性。

定期檢測和維護，及時發現并處理問題：定期對巖土邊坡進行檢測和維護，如通過監測設備對邊坡進行實時監測、定期巡視等，能夠及時發現巖土邊坡縱向抗剪強度降低的問題，并采取相應的處理措施，以防止問題進一步惡化。（如圖5）同時，還需要做好邊坡的日常維護工作，包括保持邊坡表面的排水暢通、清理積水、清除雜草等，以確保邊坡的長期穩定性。

圖5 小清河復航工程雨水下滲收集系統剖面圖

通過對雨水滲透下巖土邊坡縱向抗剪強度進行全面分析，可以更好地評估邊坡的穩定性，并采取相應的措施來預防和減輕巖土邊坡災害的發生。

4 結語

本研究以小清河復航工程施工二標對應項目為例，圍繞雨水滲透下巖土邊坡縱向抗剪強度的勘察技術分析展開研究。通過實地調查、數據采集、室內試驗和數值模擬等方法，獲得了相關數據和結果，并進行了分析和討論。以下是針對該項目的結論：

雨水滲透對巖土邊坡的穩定性具有重要影響。降雨季節導致邊坡土壤飽和，增加了邊坡滑動和塌方的風險。

勘察技術分析對小清河復航工程施工二標對應項目的巖土邊坡縱向抗剪強度研究至關重要。通過實地調查，了解了巖土地質條件；通過數據采集，獲得了雨水滲透情況和土壤抗剪強度等數據；通過室內試驗，評估了不同土壤類型的穩定性特性；通過數值模擬，預測了邊坡的行為。

研究結果表明，合適的加固措施和排水設施可以提高邊坡的穩定性，確保小清河復航工程施工二標對應項目的安全和順利進行。

通過本研究的分析和討論，進一步加強了我們對雨水滲透下巖土邊坡縱向抗剪強度的認識，為類似工程項目提供了借鑒和參考。

綜上所述，本研究結果強調了雨水滲透下巖土邊坡縱向抗剪強度勘察技術分析在小清河復航工程施工二標對應項目中的重要性。通過合理選擇和應用勘察技術，可以準確評估邊坡的穩定性問題，并制定相應的改進措施，確保工程的安全性和可持續性發展。然而，需要注意施工成本、時間和環境保護等因素，以及進一步深入研究和實踐的需求。