基于SLIDE的安徽北沿江高速公路马巢段某边坡稳定性分析

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇基于SLIDE的安徽北沿江高速公路马巢段某边坡稳定性分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：通过对安徽北沿江高速公路马巢段某边坡的基本变形特征和主要影响因素的研究，分析了边坡变形破坏原因，并提出了边坡的稳定性验算评价方法。最终，得出该边坡采用锚杆框架的处理方法是经济可行的，锚杆长度的增加能显著的提供边坡的稳定性，在实际工程中应根据总体造价以及工程要求选择合适的长度，以达到经济合理的目标，以期为同类滑坡的治理设计提供参考。

关键词： slide、公路，边坡治理，变形原因，稳定性分析

中图分类号： TU997 文献标识码： A

引言

北沿江高速公路马鞍山至巢湖段位于安徽省东南部巢湖市境内，是安徽省沿江北岸高速公路的重要组成部分，同时还是马鞍山长江公路大桥向西的延伸线，也是高速公路网中的“横6”――南通至武汉高速公路的重要组成部分。本项目起点位于巢湖市和县桥镇，接在建的马鞍山长江大桥北岸接线姥桥互通立交，终点位于巢湖市含山县林头镇卧虎村，与合巢芜高速公路交叉，路线全长35.771548公里。

其中K31+400～K31+700段滑坡区，边坡开挖前处于基本稳定状态,由于施工切坡开挖后，将崩坡积、残坡积前缘部分挖除，改变了边坡岩体原来应力分布状况，降低了边坡坡脚段的阻滑力，加之雨水的诱导作用下，导致边坡坡面及山坡上部出现了裂缝和施工便道垮塌，阻塞了施工便道的正常运营。为了满足安全可靠和经济合理的双重目标, 对高边坡做深入的工程地质分析和对其治理工程方案的慎重选择显得非常重要。

1 滑坡区边坡变形特征及变形原因分析

1.1边坡变形特征

由于边坡人工开挖后出现的张拉裂缝并未及时采取治理措施，导致大量雨水沿裂隙渗入坡体，显著降低了岩土结构面间的力学强度，加剧了岩体进一步失稳滑动。K31+400～K31+700段路基一级边坡面上出现3条拉裂缝，随着裂缝进一步发展，数量进一步增加，裂缝宽度最宽的发展8～10cm。

从边坡已开挖坡面看，在K31+400～K31+700段原第一级边坡平台附近可见挖方边坡坡面的明显隆起或鼓起带，坡面在位于紫红色残坡积碎石土～灰黄色崩坡积碎石土（夹滚石）地层中，看不出滑坡有明显的剪出口或滑动面，但在路基一级边坡面上出现一条拉裂缝，表明边坡处于蠕动变形阶段。

下伏基岩为巴东组第二段紫红色泥质粉砂岩，与坡体形成逆向坡，岩体整体稳定较好，但岩体风化程度较高。该边坡在工程切坡、地表水和地下水诱发等因素的作用下，破坏了原有边坡的平衡状态，因路基削坡开挖导致崩坡、残坡积积碎石土（夹滚石）覆盖层产生蠕变阶段的工程滑坡。

2.2边坡变形原因分析

路基削坡开挖是造成山坡工程滑坡的主要因素，本路段地表崩坡积碎石土（夹滚石）覆盖层较厚，最深覆盖层厚度达二十多米，覆盖层较松散，因路基施工开挖部分或全部挖除了崩坡积-残坡积体的前缘抗滑段，破坏了山体原有应力分布状态，造成边坡坡脚段抗滑力减小，下滑力增大，导致边坡坡面及坡上部出现了许多裂缝，包括大贯穿裂缝，开挖后坡沿临空面一侧发生蠕动变形，导致边坡变形，进一步发展将形成工程滑坡。

地表水和地下水是边坡发展的诱发因素：由于山坡上以堆积体为主，结构松散，岩土间孔隙率较大，容易吸收大气降水，在下伏基岩面易造成积水，造成已开挖风化岩土软化，进一步降低滑带的抗剪强度指标，导致边坡变形速度加快，最终造成边坡松散覆盖层的滑塌，上述原因为工程滑坡发展和产生提供了基本条件。

2 稳定性分析计算与评价

2.1计算剖面的确定

根据地勘资料及测绘地质剖面图，对边坡剖面K31+700进行稳定计算，同时考虑线路边坡放坡后的情形。由于覆盖土层是主要沿与基岩接触面附近滑动，潜在滑动面呈折线形，运用国际通用的Slide软件，采用毕肖普法通过自动搜索最危险滑动面对各台阶边坡进行稳定性计算。

2.2计算参数的确定

该边坡主要物理力学参数的取值依据：①岩土试样室内土工试验；②原位剪切试验；③反演分析。

根据《工程地质手册》中有关规定，可以假定暂时稳定的滑坡在饱和状态下稳定系数Fs为1．0，根据地勘报告和反算分析，反演计算饱和抗剪指标C=16kPa、ф=18°，饱和重度r=21.6kN/ m3，考虑边坡目前处于蠕变阶段，滑面尚未贯通，反演指标稍偏低。因此结合反演分析计算结果，经综合分析确定边坡稳定性分析的主要物理力学计算参数见表1。

表1 边坡主要物理力学计算参数

2.3 稳定性系数计算

Slide软件是加拿大RocScience公司的产品，它是一个计算土、石质二维边坡稳定的程序，可计算边坡的安全系数、可能的破坏、可分析圆弧与非圆弧的潜在破坏滑动面。外界荷载、地下水、支撑物都可以用不同的方式模拟。Slide应用建立在极限平衡上面的竖向条分法（例如 Bishop、Janbu、Spencer等不同的方法）来计算边坡的稳定。各滑动面可以计算分析，由搜索算法确定所计算边坡的最危险潜在破坏滑动面位置。确定性的数据（安全系数）或者可靠性分析均可以进行。

K31+700剖面如图2所示，边坡高度24m，一二级边坡坡率为1：1.0,高度为8m,坡顶处分别设置2m碎落台，第三级坡坡率为1：1.5，高度为4m。

图2 K31+700处边坡横剖面计算示意图(单位：m)

从图3的计算结果可以看出，K31+700处的边坡稳定性系数为1.082处于欠稳定状态，滑坡后壁大致位于22m处，滑动面贯穿了整个边坡，在连续降雨以及震动的情况下有可能产生大面积滑坡，因此必须采取边坡防治措施，确保边坡的稳定性。

深挖路堑边坡根据地层地质条件设置锚杆框架加固，锚杆采用钢筋锚杆，框架采用水泥混凝土框架。锚杆框架分片布置，以片为单位，片高与每

级边坡高度相同，宽度6.0米，坡率与边坡坡率相同，每片布置6根锚杆，锚杆长度9米。锚杆间距按设计图纸确定，坡面塌陷处增设锚杆。

图3K31+700处边坡稳定性分析

锚杆框架属动态设计内容，施工过程中按动态设计制度要求对防护工程的必要性进行论证，对设计方案、参数、细节进行调整和优化。

图4锚杆长度9m时边坡稳定性分析

从图4以及图可以看出，采用锚杆框架对边坡进行处理后，边坡稳定性系数逐渐增加，当采用的锚杆框架的长度为9m时，边坡的稳定性系数为1.354，当采用的锚杆框架 的长度为10m时，边坡的稳定性系数为1.376。说明增加锚杆的长度等增强边坡的稳定性。在实际工程中应该根据工程造价以及实际要求选择合适的长度。

图5锚杆长度10m时边坡稳定性分析

根据路基设计规范，在进行边坡稳定性评价时必须考虑非正常工况下的边坡稳定性分析，图6图7分别计算了K31+700处边坡在地震力作用下的边坡稳定性分析。根据建筑抗震设计规范，该地区抗震设防烈度为7度，设计基本加速度为0.10g。

图6锚杆长度9m时边坡在地震荷载作用下的稳定性分析

图7锚杆长度10m时边坡在地震荷载作用下的稳定性分析

从图6以及图7可以看出，在9m锚杆框架、10m锚杆框架支护作用下的边坡在地震荷载的作用下其稳定性系数分别为1.110和1.131。从而可见边坡在地震荷载的作用下处于稳定状态。根据路基设计规范边坡在地震荷载作用下边坡稳定性系数应在1.05-1.10之间，所以根据计算本项目的设计方案是经济合理可行的。

3 结论与治理工程措施

据滑坡稳定性计算分析： K31+700段边坡，在天然状态下稳定系数为 1.082，有贯穿滑动面，说明该段边坡岩土体天然状态下处于欠稳定状态，在暴雨或连续降雨的情况下，该段边坡有可能会产生滑动变形。

通过SLIDE软件计算分析表明该段边坡采用9m长的锚杆框架是经济合理的，在锚杆框架的作用下，该段边坡的稳定性系数为1.354，在地震荷载的作用下，该段边坡的稳定性系数为1.110。满足规范要求。

由于地下水以及地表降水是引起滑坡变形的潜在影响因素，因此在对边坡进行设计时，应该修复整个边坡的排水系统，防止地表水沿水沟破坏部分下渗或冲刷坡体，引起边坡变形破坏；由于边坡坡角基岩面附近有渗水，故应注意边坡的地面和地下的防水和排水，采用排水沟、深部排水管等，边坡外缘采用截排水沟。

参考文献

[1] 安徽北沿江高速公路马巢段沿线边、滑坡处治方案

[R].2013.安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司

[2]JGTD30-2004,公路路基设计规范[S]

[3]陈静曦,章 光,袁从华等.顺层滑移路堑边坡的分析和治理[J].岩石力学与工程学报.2002.1 ,21卷1期:48～51

[4]彭小文, 李建辉.广惠高速公路石湾至小金口段滑坡边坡的整治[J].公路与汽运.2004.4,第105（49）

[5]聂文波，张利洁．三峡库区白岩沟西滑坡治理工程研究[J]．水文地质工程地质，2002，(4)；26-28

[6]左丽明,白燕.三峡库区观音阁滑坡治理设计浅析[J].中国矿业,2008.6,17卷6期:80-86