三門峽地區黃土邊坡穩定性研究

【摘要】三門峽地區的黃土邊坡的穩定性問題是區域地質災害治理、工程建設等面臨的主要問題。本文具體分析湖濱區磁鐘鄉附近的黃土的邊坡穩定性，提出了保持黃土邊坡穩定的預防措施和方案。

【關鍵詞】三門峽地區；邊坡穩定性

一、三門峽地區黃土邊坡工程地質情況

（一）三門峽地區天然黃土特性：

1、自然的黃土以非飽和土為主，該地區天然黃土中含水量都小于10%，其飽和度約12%～30%。2、自然的黃土壓縮性比較大。自然的黃土孔隙比約是0.45-1.2，含有探索鹽類礦物的黃土大多數都是可溶的；因為黃土大多數是節理發育的，孔隙很大，黃土有很強的可壓縮性。3、自然的黃土具有很強的結構性，可觸變，黃土的結構穩定性受鹽類礦物的含有量和組分影響非常大。4、自然的黃土還有濕軟性的特征，遇水的穩定性非常差。

（二）三門峽地區黃土邊坡物理力學性質

三門峽黃土的物理性質是三門峽的黃土的粒徑主要為0.05-0.005mm粉粒，含量超過50%，高于0.05mm粒徑的砂粒和低于0.005mm的粘粒的含量較少。三門峽地區黃土的含水量一般低于10%，含水量浮動大，隨著深度增加而增加。在開采面上看地層從新到老的變化規律是砂粒和粉粒的含量逐漸降低，粘粒的含量增加。地層越老風化的程度越厲害，顆粒就比較細。磁鐘鄉附近的黃土主要存在形式是半固態或者是固體，液性指數小于0。自然的黃土的抗剪強度的特征是新黃土抗剪強度的指標小于老黃土抗剪強度。黃土的抗剪強度衰減速度隨著含水量的增加而增加。黃土的內摩擦角變化不大。

（三）三門峽黃土邊坡的穩定性的影響因素

三門峽黃土邊坡穩定性包含兩個方面的問題：邊坡上部的崩塌和邊坡中上部失穩滑坡。邊坡的放坡方式和坡度對邊坡穩定性影響較大。雨水徑流和侵蝕作用對邊坡穩定性有著極大的影響。依據三門峽的具體特征，人工切削邊坡加劇了對邊坡穩定的擾動，增加了邊坡的不穩定因素。

二、黃土邊坡穩定性分析

結合三門峽的黃土邊坡的實際情況可知，邊坡的穩定程度不但跟其對應的工程地質條件有關系，還與邊坡自身的力學穩定性有關。當邊坡的坡體非常高并且水文地質和工程地質情況復雜時，僅依據工程地質的條件和經驗的判斷會容易出現偏差。所以設計黃土邊坡的時候必須進行力學穩定性的驗算。

三門峽地區的黃土坡有滑動失穩的情況因此選擇力學驗算時選用了新分析法進行評價。本文選擇了一處較典型的邊坡作為研究對象。研究內容有：①工程地質條件的取樣試驗和勘探工作；②分析評價設計方案；③定期視察穩定后的黃土邊坡問題。

磁鐘村后的黃土邊坡，前緣坡高約25 m，坡腳為較寬平臺，為村落和政府所在地，邊坡主要為斜坡狀態。

據鉆探揭露，在勘探深度范圍內其地層巖性主要由人工填土、粉土組成，據其工程地質性質，場地可劃分為5個工程地質單元層，現自上而下分述如下：

①層：粉土

黃褐色，稍密，稍濕，包含鈣質網紋、小蟲孔與鈣質小結核，偶見鐵錳質侵染，無光澤反應，干強度低，韌性低，搖震反應中等，該層層厚2.0～7.0 m，平均厚度3.99 m，層底標高568.68～602.66 m。本場區4#鉆孔、4#探井有人工填土分布，色雜，結構松散，成份混雜，其成份主要為碎磚瓦塊，混以粉土組成。粉土粒徑0.005～0.075 mm的含量最大值為88.3%，最小值為50.6%，平均值為67.3%。

②層：粉土

褐黃色，中密，稍濕，包含鈣質網紋與鈣質小結核，無光澤反應，干強度低，韌性低，搖震反應中，該層層厚5.0～8.0 m，平均厚度6.87 m，層底標高562.43～594.66 m。粉土粒徑0.005～0.075 mm的含量最大值為84.7%，最小值為50.7%，平均值為62.5%。

③層：粉土

黃褐色，中密，稍濕，包含鈣質網紋、小蟲孔與鈣質小結核，含少許蝸牛殼碎片，無光澤反應，干強度低，韌性低，搖震反應中等。該層層厚4.0～7.6 m，平均厚度5.48 m，層底標高557.43～590.66 m。粉土粒徑0.005～0.075 mm的含量最大值為84.5%，最小值為50.7%，平均值為60.8%。

④層：粉土

棕黃色，中密，稍濕，包含鈣質結核，粒徑0.2～1.0 cm，含量約30%-40%，含少許蝸牛殼碎片，無光澤反應，干強度低，韌性低，搖震反應中等，該層層厚4.2～8.0 m，平均厚度5.87 m，層底標高571.03～583.73 m。粉土粒徑0.005～0.075 mm的含量最大值為83.9%，最小值為50.2%，平均值為52.0%。

⑤層：粉土

黃灰色，飽和，中密至密實，砂顆粒呈次棱角狀，分選性一般，礦物質成份主要以長石、石英為主，暗色礦物次之。該層未揭穿，最大揭穿厚度為8.0 m，最大揭露深度為30 m。粉土粒徑0.005～0.075 mm的含量最大值為82.4%，最小值為50.2%，平均值為56.6%。

黃土邊坡運用新分析法、裂隙法和圓弧法穩定分析計算，計算結果得出如下結論：1.運用三種試驗方法的土參數表明，可以看出坡體的穩定性良好：飽水直剪固結快剪參數的計算，坡體失穩：直剪快剪計算出坡體是穩定的。2.新分析法的值和裂隙法和圓弧法值比較小一些。3.邊坡土體不飽和，飽水直剪固結快剪計算的系數高。

三、邊坡穩定性的預防措施

必須保證黃土邊坡的穩定，邊坡長久在外界暴露，常受雨、風、氣溫等因素的共同作用，會產生洪水沖刷、坡面的沖刷等破壞作用甚至會導致土體塌落和破碎等。為保證邊坡穩定性，加強環境景觀保護和通車安全，必須綜合邊坡的水文地質和工程地質問題、降水的特點、公路重要性問題，一定要采取有效措施。具體措施如下：

1 當黃土邊坡的高坡有不好的土層，使用階梯型或者折線性的坡型，不好的土層的坡面必須放緩。傾斜或者垂直的節理不可以暴露在坡面上。必須加強加固或者防護局部破碎的坡面。

2 黃邊坡坡面要保證光滑，表面不能含有松散的土。高邊坡、容易風蝕剝落的坡面，要設碎落臺和防護工程。

3 坡頂有黃土陷穴、黃土碟及張拉裂縫等地質問題，需要夯實回填堅硬的土，防止雨水滲入。坡頂出現的裂縫必須用粘土進行夯實。

4 如果邊坡土中的粉砂夾層，為防止風和雨水對土體產生侵蝕作用進而土體坍塌，可以用砂漿抹面、錨固等具體措施封閉保護黃土邊坡。

參考文獻：

[1]陳國慶，黃潤秋，石豫川，許強. 基于動態和整體強度折減法的邊坡穩定性分析[J]. 巖石力學與工程學報，2014，（02）：243-256.