淺談強降雨作用下的邊坡穩定

張 坤，趙金雙，張同軍，王建博

(1.中水東北勘測設計研究有限責任公司工程勘察院，吉林 長春 130062;2.遼寧省清源市水務局，遼寧 清源113300)

淺談強降雨作用下的邊坡穩定

張 坤1，趙金雙1，張同軍2，王建博1

(1.中水東北勘測設計研究有限責任公司工程勘察院，吉林 長春 130062;2.遼寧省清源市水務局，遼寧 清源113300)

邊坡穩定性分析一直是巖土工程中重要的研究課題，在巖土工程或土木工程領域占據相當重要的地位。滑坡是一種嚴重的巖土體失穩現象，降雨原因引起的滑坡稱為降雨型滑坡。以丹東至通化高速公路滑坡體的穩定分析為例，根據該地區工程地質特點，采用了折線滑動法，并在此基礎上考慮水的作用力。結果證實了降雨(尤其是大量的降雨或暴雨)無疑是觸發滑坡的最主要的因素之一。

降雨;邊坡穩定分析;折線滑動法

降雨尤其是暴雨誘發滑坡一直是滑坡穩定研究的一個難點。降雨對滑坡的觸發作用主要體現在:在降雨過程中，地表水進入巖土體增加了坡體的自重，增大了孔隙水壓力，使處于極限平衡狀態的坡體產生滑動;降雨由地表進入地下，轉變成為地下水，浸泡軟化滑動面，降低了坡體的抗剪強度;坡體多次的干濕交替變化導致巖土體開裂，產生大量的節理裂隙。研究表明，在具備了滑坡的地勢和地質條件時，降雨在很大程度上是滑坡發生的最主要激發因素。

由于滑坡內部結構的復雜性和組成滑坡巖土體物質的不同，造成滑坡破壞具有不同模式。所以，需要根據不同的滑坡破壞模式選擇不同的計算方法來分析滑坡穩定性。

然而，目前降雨誘發滑坡機理的研究主要局限于定性的或試驗基礎上的分析描述，缺乏定量的研究。本文僅以丹東至通化高速公路K377+230～K377+520挖方段滑坡體的穩定分析為例，取典型斷面，采用折線滑動法，并在折線滑動法基礎上，考慮正常地下水位與降雨期間水位上升兩種情況下邊坡的穩定分析。

2 工程地質條件分析

工程區位于吉林省南部，通化縣二密鎮的東南側，為典型的切割剝蝕低山地形，山地下部為河谷地貌。山地多為天然的次生林及人工林。山體雄厚，山頂高出路基242 m，地形上出現中部平緩，上、下部相對較陡，有利于發育滑坡的地貌形態。滑坡山體呈北北東～南南西分布，其南北兩側分別被豬圈溝和二密河切割。巖層走向基本平行山坡，傾向坡外，因上部巖體破碎，地下水位較低。

起坡線以上的覆蓋層巖性為碎石混合土，厚度1.00～1.62 m。觸探表明呈中密狀態，但在土體裂縫內發現碎塊石與土體之間有架空現象，使地表水入滲形成通道。邊坡開挖揭露邊坡上的碎石混合土、風化破碎巖石隨著蠕滑，致使堆積碎塊石局部夾土，最大厚度3.75 m，結構松散。

巖體受到滑動或錯動，形成軟弱夾層，組成為主要為泥夾少量角礫。其上部巖石破碎，下部為中等風化巖石。修建高速公路開挖路基，使滑坡體失去支撐，產生牽引式滑坡，目前屬于擠壓－初滑階段。自2009年6月路基開挖至463 m左右，發現巖土塌滑，隨著時間的推移，裂縫逐漸增多、拉長，并向山體上部發展，至今仍未停止發展。

3 監測資料整理與分析

監測工作有由施工單位負責進行，地表設置了20個監測點，依據提供5月28日－6月7日部分資料，分析如下:

1)1、2監測點位于右側邊坡，平面位置變化 0.008(0.001)～0.006(0.005)m，高程變化 －0.006(－0.003)～0.001(0.000)m。

2)3－7監測點位于路基中心附近，平面位置變化0.004(0.022)～0.004(0.195)m，高程變化 － 0.001(0.010)～0.004(0.088)m。

3)8－12監測點位于一級馬道，平面位置變化0.005(0.037)～0.011(0.471)m，高程變化 －0.009(0.001)～－ 0.025(0.000)m。

4)13－18監測點位于二級馬道，平面位置變化0.001(0.018)～ 0.025(0.179)m，高程變化 0.001(0.018)～－ 0.008(0.003)m。

5)19－20監測點位于起坡線上，平面位置變化0.006(0.011)～ 0.024(0.064)m，高程變化 0.009(0.015)～0.008(0.024)m。

4 滑坡穩定系數計算

圖1

選用參數:

容重 浮容重 飽和容重 摩擦系數f粘聚力c(Kpa)碎石土19 10.4 20.4凝灰巖 26.1 16.2 26.2 0.170(破碎) 10夾層19.4 10.7 20.7 0.141 6

基本數據:

巖土體 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥底滑面長度L(m)4.92 19.00 34.79 30.92 31.18 6.83滑動面與水平面64.2° 10.4° 6.0° 11.5° 17.3° 2.5°夾角α滑動面與水流61.3° 4.2° 6.1° 0.7° 4.8° 10.1°作用力夾角β

將剖面中滑動面以上巖土體按底滑面角度自上而下分為6塊，考慮每個巖土體的地下水影響。巖體⑥處坑槽見緩慢流動的地下水，所以在計算中考慮動水壓力的作用，計算數值如下:

巖土體 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥重力 G 76.67 1 514.04 5 041.43 5 919.99 5 621.75 607.26動水壓力0.708 56.94 181.99 39.9 119.21 39.55作用ω靜水壓力13.45 95.00 173.95 154.6 150.90 34.15作用P

第一塊巖土體①:

第二塊巖土體②:

第三塊巖土體③:

第四塊巖土體④:

第五塊巖土體⑤:

第六塊巖土體⑥:

傳遞系數:

穩定系數:

暴雨期間上升水位滑坡穩定系數計算:

由于滑坡體存在裂隙，假設降雨期間地下水位上升2 m，同上分析，求得此時穩定系數

當暴雨期間，假設裂隙中充滿水，巖土體瞬時孔隙水壓力增大，巖土為飽水狀態，此時求得穩定系數

5 結語

通過計算表明，隨著降雨增多，滑坡體含水率增大，強度降低，造成邊坡穩定系數下降。

根據監測資料的分析與現場調查，證明滑坡已處于初滑階段。由于滑坡體存在裂隙，降雨誘導滑坡的可能性加大，所以建議清除邊坡上的堆渣，進行素描，噴混凝土，系統錨桿，局部掛網，設置排水孔。對軟弱夾層和斷層應加強支護。對Ⅰ區和Ⅱ區界線根據邊坡情況可做適當調整。對于右側邊坡建議噴混凝土，防止地表水滲入坡內。

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P642.2

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1004－1184(2012)04－0191－02

2012－03－13

張坤(1985－)，女，遼寧本溪人，助理工程師 ，主要從事地質勘察設計方面工作。