干濕循環(huán)作用下平緩型膨脹土邊坡失穩(wěn)破壞機(jī)制研究

楊果林，陳子昂，張紅日，段君義，夏曉鵬，林宇亮

(1.中南大學(xué)土木工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙，410075；2.廣西交科集團(tuán)有限公司，廣西南寧，530029)

膨脹土由于含有親水性較強(qiáng)的蒙脫石、伊利石及高嶺土等礦物成分而表現(xiàn)出明顯的遇水膨脹、失水收縮特性[1-2]。受膨脹土脹縮變形特性的影響，膨脹土邊坡的滑塌破壞現(xiàn)象頻繁，并造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，其邊坡破壞修復(fù)困難且易復(fù)發(fā)[3]。與普通土質(zhì)邊坡相比，膨脹土邊坡的失穩(wěn)破壞機(jī)制更加復(fù)雜，其邊坡滑塌破壞往往表現(xiàn)為淺層性[4]。膨脹土邊坡的淺層破壞滑裂面與其坡面基本平行，這與傳統(tǒng)土質(zhì)邊坡破壞的典型圓弧滑裂面有所區(qū)別[5-6]。廖世文[7]通過(guò)實(shí)際工程調(diào)查指出膨脹土邊坡的淺層滑塌破壞深度與裂隙發(fā)育深度、大氣影響深度基本一致。鄧銘江等[8]對(duì)北疆高寒區(qū)供水工程渠道邊坡進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)干濕循環(huán)作用下膨脹土坡面會(huì)開(kāi)裂破壞，坡體內(nèi)土體力學(xué)特性會(huì)不斷劣化，進(jìn)而致使膨脹土邊坡淺層滑塌發(fā)生，并給出了膨脹土邊坡滑體后緣張拉裂縫的加固方法。可見(jiàn)，膨脹土邊坡的失穩(wěn)破壞與降雨、氣候、地下水位等服役環(huán)境復(fù)雜變化有關(guān)[9]，服役環(huán)境的變化會(huì)引起坡體內(nèi)膨脹土含水率發(fā)生變化，即膨脹土經(jīng)歷干濕循環(huán)作用。KHAN等[10]將夏季至秋季視為干燥期，秋季至春季視為濕潤(rùn)期，指出干燥期膨脹土邊坡形成大量裂縫，而濕潤(rùn)期降雨會(huì)順著裂縫軟化土體，致使邊坡安全系數(shù)驟減而可能使邊坡失穩(wěn)。楊和平等[11]對(duì)南寧膨脹土進(jìn)行干濕循環(huán)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)干濕循環(huán)作用顯著降低了膨脹土的強(qiáng)度。陳生水等[12]發(fā)現(xiàn)服役環(huán)境反復(fù)變化會(huì)引起坡體內(nèi)膨脹土力學(xué)強(qiáng)度降低，膨脹土強(qiáng)度參數(shù)不可直接用于膨脹土邊坡穩(wěn)定性分析。滕珂等[13]基于條分法建立了考慮膨脹力作用的邊坡穩(wěn)定性計(jì)算力學(xué)模型，發(fā)現(xiàn)考慮膨脹力后邊坡安全系數(shù)減小15%，因此，考慮滑裂面特征、干濕循環(huán)效應(yīng)、膨脹力作用是準(zhǔn)確進(jìn)行膨脹土邊坡穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)與重點(diǎn)。通常，普通土質(zhì)邊坡通過(guò)削坡可有效地降低坡體的滑塌破壞程度，然而，膨脹土邊坡坡率即使減小至1∶6(即邊坡為平緩型膨脹土邊坡)，其依然存在淺層滑塌的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)際工程應(yīng)用結(jié)果表明，許多坡度為8°～9°的平緩型膨脹土邊坡也出現(xiàn)了滑塌破壞[14]。由于現(xiàn)有研究報(bào)道中膨脹土邊坡多為工程邊坡，其坡度相大，而針對(duì)平緩型膨脹土邊坡的相關(guān)研究很少，為此，本文作者以廣西寧明平緩型膨脹土邊坡為工程背景，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研與勘察探討其邊坡滑塌破壞特征與誘因，并結(jié)合干濕循環(huán)試驗(yàn)分析坡體內(nèi)與滑帶處膨脹土的強(qiáng)度參數(shù)差異。最后，基于Janbu法，考慮膨脹力與干濕循環(huán)作用建立膨脹土邊坡穩(wěn)定性分析方法，并通過(guò)工程實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證。

1 寧明膨脹土邊坡失穩(wěn)破壞情況

1.1 膨脹土邊坡失穩(wěn)破壞演變特征

國(guó)道G322 線(xiàn)為浙江溫州瑞安至廣西憑祥友誼關(guān)二級(jí)公路，其中，G322 線(xiàn)K2301+750—K2301+950 路段位于廣西壯族自治區(qū)崇左市夏石鎮(zhèn)那拉村，距寧明縣城約12 km。運(yùn)營(yíng)期間該路段路基出現(xiàn)下沉病害，且病害持續(xù)發(fā)展，經(jīng)勘查認(rèn)定為典型膨脹土淺層滑坡。該場(chǎng)地屬于構(gòu)造-剝蝕地貌丘陵盆地區(qū)，原地形坡度為8°～10°，地面高程為145～165 m，呈東北低、西南高變化趨勢(shì)，道路走向?yàn)榻鞅薄獤|南方向，從斜坡中間經(jīng)過(guò)。斜坡滑動(dòng)方向?yàn)?2°，如圖1所示。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)膨脹土邊坡Fig.1 Expansive soil slope on site

受地表水、暴雨等環(huán)境因素影響，運(yùn)營(yíng)期間，K2301+750—K2301+950路段路面在該路基邊坡滑移影響下于2019-06 出現(xiàn)路面開(kāi)裂和路基下沉20 cm 的現(xiàn)象，裂縫平行于線(xiàn)路走向，如圖2(a)所示；至2020-03，路基后緣拉裂下沉，形成滑坡后緣陡坎，且在滑坡后緣坡面形成多條羽狀裂縫，長(zhǎng)度為2～20 m，寬度為2～10 cm，深度為1～2 m，填方路基下沉量達(dá)0.5～1.0 m，嚴(yán)重影響了道路的通行安全，如圖2(b)所示；滑坡前緣出現(xiàn)圓弧狀剪切裂縫，弧長(zhǎng)為10～15 m，寬度為8～10 cm，深度為0.5～0.8 m，如圖2(c)所示。裂縫的出現(xiàn)導(dǎo)致坡面入滲進(jìn)一步加劇，使滑坡體進(jìn)一步發(fā)生變形。以上現(xiàn)象表明，該膨脹土邊坡產(chǎn)生了失穩(wěn)滑動(dòng)特征，且其滑動(dòng)發(fā)展迅速。

圖2 寧明膨脹土邊坡失穩(wěn)破壞特征Fig.2 Failure characteristics of expansive soil slope in Ningming

1.2 膨脹土邊坡失穩(wěn)破壞滑裂面特征與成因

該滑坡區(qū)內(nèi)無(wú)大的地表水體，在滑坡前緣及滑坡兩側(cè)邊界處發(fā)育小溪溝，間歇性流水。地下水類(lèi)型主要有孔隙水(主要為上層滯水)、基巖裂隙水，主要賦存于路基填土孔隙中，以大氣降雨垂直分散滲入補(bǔ)給。孔隙水主要在水壓力作用下沿土顆粒間空隙徑流。以泉眼、滲流等形式分散排泄于左側(cè)坡面及低洼溪溝。勘察期間，地下水大致由東北向西南方向流動(dòng)，由于勘察期間下雨，地下水位較高，測(cè)得的地下水位埋深為2.7～4.3 m。

現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘察結(jié)果顯示，該邊坡土層主要由填土(Q4ml)、殘積黏土(Q4el)、中強(qiáng)風(fēng)化泥巖(E2-Ny2)組成，如圖3所示。填土為灰白色或雜色，呈可塑狀，局部呈硬塑狀，含植物根系、砂礫、碎石，自由膨脹率為36.0%～68.0%(均值為47.9%)，土體重度為18.0～19.5 kN/m3，填土主要分布在滑坡后緣路基處。殘積黏土呈可塑狀，局部呈硬塑狀，含少量風(fēng)化巖塊，自由膨脹率為24.5%～70.0%(均值為47.6%)，土體重度為18.4～18.8 kN/m3。中強(qiáng)風(fēng)化泥巖為深灰色，風(fēng)化強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙較發(fā)育，遇水軟化，失水后開(kāi)裂收縮，泥質(zhì)膠結(jié)，巖質(zhì)極軟，自由膨脹率為10.0%～60.0%(均值為48.5%)，土體重度為19.3～20.0 kN/m3。可見(jiàn)，該邊坡土層整體上具有弱中脹縮性。

沿邊坡1-1斷面(見(jiàn)圖1)布設(shè)了3個(gè)測(cè)斜管，編號(hào)分別為ZK1，ZK2 和ZK3(見(jiàn)圖3)。勘察期間發(fā)現(xiàn)在一定深度處測(cè)斜管均被剪壞，其中，測(cè)斜管ZK1 在深度4.0 m 處被破壞，測(cè)斜管ZK2 在深度3.0 m 處被破壞，測(cè)斜管ZK3 在深度2.7 m 處被破壞。可見(jiàn)，該邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，產(chǎn)生了一定程度的滑動(dòng)變形，導(dǎo)致測(cè)斜管被破壞，滑裂面位于測(cè)斜管破壞位置，滑帶基本位于膨脹性黏土層內(nèi)。同時(shí)，結(jié)合開(kāi)挖探槽和輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)進(jìn)一步明確滑裂面位置及形狀，圖4所示為探槽開(kāi)挖后地層分層情況。輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)可用于地層內(nèi)軟弱夾層識(shí)別，是一種簡(jiǎn)便的勘察手段。圖5所示為由輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)所得典型N10-h(貫入擊數(shù)-深度)曲線(xiàn)，N10為貫入30 cm 的錘擊數(shù)，h為深度。由圖5可知：錘擊數(shù)在深度3.2 m 處出現(xiàn)明顯下降，表明該深度處地層土體力學(xué)性質(zhì)較差，推測(cè)為滑動(dòng)帶處，這與前述測(cè)斜管的破壞深度基本吻合。結(jié)合測(cè)斜管破壞情況、開(kāi)挖探槽、輕型動(dòng)力觸探結(jié)果所得該邊坡滑裂面(見(jiàn)圖3)可知，該邊坡為淺層失穩(wěn)破壞邊坡，其破壞模式是膨脹土邊坡的典型破壞模式[4,10]。

圖3 膨脹土邊坡1-1斷面地層情況及其滑裂面特征Fig.3 Stratum distribution and sliding surface of expansive soil slope at 1-1 section

圖4 探槽開(kāi)挖后土層分布Fig.4 Distribution of soil layers after trial trench excavation

圖5 典型貫入擊數(shù)N10-深度h曲線(xiàn)Fig.5 Typical N10-h(penetration number-depth)curve

由于滑坡體內(nèi)黏土具有弱中脹縮性，在氣候影響下膨脹土經(jīng)歷頻繁干濕交替作用，導(dǎo)致裂隙發(fā)育。勘察結(jié)果顯示滑坡前緣、滑坡中部、滑坡后緣均出現(xiàn)深度為0.5～1.5 m 不等的裂縫。當(dāng)雨季來(lái)臨時(shí)，地下水位上漲，且雨水沿著裂縫入滲使邊坡土體浸潤(rùn)，這些裂縫短暫閉合或縮小。在干濕循環(huán)作用下，每次裂縫增大，都會(huì)加大上一次干濕循環(huán)形成的裂縫[1,15-16]。此外，在干濕循環(huán)作用下，土體抗剪強(qiáng)度(特別是黏聚力)逐漸降低，是造成邊坡抗滑力不足以克服下滑力而引起膨脹土邊坡破壞的主要原因[17-18]。需指出的是，膨脹性黏土在吸濕膨脹和坡體內(nèi)裂縫儲(chǔ)水后也會(huì)進(jìn)一步加大下滑力，從而加劇該邊坡失穩(wěn)破壞，這也解釋了膨脹土邊坡常常發(fā)生在降雨期間的原因。

2 膨脹土干濕循環(huán)試驗(yàn)

2.1 干濕循環(huán)試驗(yàn)方案

現(xiàn)場(chǎng)鉆孔所取邊坡滑帶處原狀膨脹土的物理力學(xué)參數(shù)如表1所示，其中，黏聚力與內(nèi)摩擦角通過(guò)快剪試驗(yàn)得到。為進(jìn)一步明確干濕循環(huán)作用與膨脹土邊坡失穩(wěn)破壞的關(guān)聯(lián)性，開(kāi)展膨脹土干濕循環(huán)試驗(yàn)。用于干濕循環(huán)試驗(yàn)的膨脹土樣取自該邊坡坡體內(nèi)(非滑帶處)。

表1 滑裂帶處土的主要物理力學(xué)參數(shù)Table 1 Main physical and mechanical parameters of soil at sliding surface

將膨脹土碾碎、烘干、過(guò)篩，制成壓實(shí)度為90%的環(huán)刀試樣，分別進(jìn)行0，2，4，6 和8 次干濕循環(huán)。現(xiàn)場(chǎng)勘察顯示當(dāng)?shù)嘏蛎浲恋暮手饕?0%～34%范圍內(nèi)波動(dòng)，因此，干濕循環(huán)中含水率的上、下限分別設(shè)定為10%和35%。目前，有關(guān)干濕循環(huán)的實(shí)施方法并沒(méi)有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。采用噴水和烘干相結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)土樣的干濕循環(huán)模擬已被廣泛運(yùn)用[19-20]。本文也采取該方式，即用小噴壺對(duì)試樣噴霧狀水，不定時(shí)稱(chēng)質(zhì)量，當(dāng)含水率達(dá)到35%時(shí)將對(duì)應(yīng)的試樣質(zhì)量視為濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)的質(zhì)量。然后，將濕潤(rùn)試樣放入溫度為40°的烘箱中烘烤，不定時(shí)稱(chēng)質(zhì)量，當(dāng)含水率達(dá)到10%時(shí)將對(duì)應(yīng)的試樣質(zhì)量視為干燥狀態(tài)時(shí)的質(zhì)量，該過(guò)程視為1次干濕循環(huán)。如此反復(fù)操作，以模擬當(dāng)?shù)剡吰峦馏w所處實(shí)際服役環(huán)境。

2.2 干濕循環(huán)試驗(yàn)結(jié)果分析

參照GB T50123—2019“土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)”，對(duì)完成規(guī)定干濕循環(huán)次數(shù)的試樣進(jìn)行直接剪切試驗(yàn)，其抗剪強(qiáng)度參數(shù)隨干濕循環(huán)次數(shù)的變化如圖6所示。

圖6 膨脹土抗剪強(qiáng)度參數(shù)隨干濕循環(huán)次數(shù)的變化Fig.6 Variation of shear strength parameters of expansive soil with the number of wetting and drying cycles

由圖6可知：干濕循環(huán)作用下膨脹土土體結(jié)構(gòu)遭到破壞，土體抗剪強(qiáng)度降低，其中，黏聚力隨干濕循環(huán)次數(shù)增加而顯著降低，第8次干濕循環(huán)后黏聚力衰減至10.3 kPa，衰減了52.3%。值得注意的是，黏聚力衰減后的黏聚力穩(wěn)定值與現(xiàn)場(chǎng)鉆孔所取邊坡滑裂帶處膨脹土黏聚力8.8 kPa非常接近，證實(shí)了本文所采用干濕循環(huán)模擬方案的合理性，同時(shí)也表明現(xiàn)場(chǎng)邊坡滑裂帶處的膨脹土經(jīng)歷了干濕循環(huán)，且其黏聚力已經(jīng)衰減至最低值，進(jìn)而引發(fā)了現(xiàn)場(chǎng)邊坡滑塌破壞。可見(jiàn)，干濕循環(huán)作用是膨脹土邊坡淺層失穩(wěn)破壞的主要原因。內(nèi)摩擦角隨干濕循環(huán)次數(shù)的變化并不明顯，在11.2°～11.5°范圍內(nèi)波動(dòng)，這與黃震等[21]的試驗(yàn)結(jié)果一致。MARZULLI等[22-23]認(rèn)為內(nèi)摩擦角取決于土顆粒的表面粗糙度和形狀特征，土體經(jīng)歷了脹縮，但是其表面特征并未發(fā)生改變，可解釋隨干濕循環(huán)次數(shù)增加，內(nèi)摩擦角幾乎沒(méi)有變化的現(xiàn)象。

3 考慮干濕循環(huán)效應(yīng)的膨脹土邊坡穩(wěn)定性分析

3.1 膨脹力引入及條塊受力分析

采用條分法分析膨脹土邊坡穩(wěn)定性時(shí)，研究者對(duì)于膨脹力的作用方式有不同的觀(guān)點(diǎn)。殷宗澤等[24]認(rèn)為滑動(dòng)體下部土體膨脹力是地基反力的一部分(即視為內(nèi)力)，并不會(huì)影響滑動(dòng)體上力的平衡。鄭長(zhǎng)安[25]認(rèn)為滑動(dòng)體對(duì)于滑裂面存在膨脹力P′li，故滑動(dòng)面對(duì)于滑動(dòng)土體也會(huì)存在反作用力，即土體膨脹時(shí)新的地基反力N′i為原地基反力Ni與膨脹力的反力Pli之和，如圖7(a)所示。司光武等[26]將滑動(dòng)體對(duì)滑裂面的膨脹力分解為平行于滑裂面的分力P′liτ與垂直于滑裂面的分力P′lin，在反作用力影響下，滑動(dòng)體會(huì)受到垂直于滑動(dòng)面的膨脹力Plin作用，故新的地基反力N′i為原地基反力Ni與Plin之和，如圖7(b)所示。結(jié)合以上認(rèn)識(shí)，本文認(rèn)為膨脹力屬于坡體內(nèi)力，但由于滑裂面以下土體對(duì)滑坡體也存在膨脹力作用，因此，新的地基反力N′i應(yīng)為原地基反力Ni與膨脹力Plin之差，如圖7(c)所示。

圖7 土條塊受力模型Fig.7 Force models of soil block

圖7中，Li為第i條塊底邊長(zhǎng)。其中，Yi-1和Yi分別為第i-1 條塊和第i條塊側(cè)向切力，Ei-1和Ei分別為第i-1 條塊和第i條塊側(cè)面的法向作用力，Pi-1和Pi分別為第i-1條塊和第i條塊所受側(cè)向膨脹力；條塊上側(cè)向膨脹力假定呈三角形分布，故Ei和Pi在第i條塊上的作用點(diǎn)位置相同；Hi為Ei的作用點(diǎn)至第i條塊底邊的鉛垂距離；Wi為第i條塊自身重力，飽和時(shí)應(yīng)考慮有效土體重度；Ni為滑裂面對(duì)第i條塊的地基反力；Ti為滑裂面對(duì)第i條塊的抗滑力；Pliτ和Plin分別為滑裂面對(duì)條塊的平行、垂直于滑裂面方向的膨脹力。第i土條塊膨脹力分布模式如圖8所示，存在以下關(guān)系：

式中：αi為第i個(gè)條塊底邊的傾角；Plix和Pliy分別為第i條塊底部所受到的水平、豎向膨脹力；ex和ey分別為水平和豎向膨脹力集度。土條塊膨脹力分布模式見(jiàn)圖8。

圖8 土條塊膨脹力分布模式Fig.8 Distribution pattern of expansive force of soil block

3.2 基于Janbu法的膨脹土邊坡穩(wěn)定性分析

基于Janbu法，任一條塊在豎直方向上滿(mǎn)足

由式(3)變換可得

式中：抗滑力Ti由土體抗剪強(qiáng)度決定。Ti應(yīng)滿(mǎn)足

式中：c為黏聚力；φ為內(nèi)摩擦角。

司光武等[26]提出的極限抗剪強(qiáng)度公式為

對(duì)比式(5)與式(6)可知，若將滑裂面上膨脹力視為外力，則其膨脹力可分解為切向分力和法向分力，法向膨脹分力將增大滑裂面上極限抗剪強(qiáng)度。對(duì)于平緩型邊坡，膨脹力分解結(jié)果將以法向分量為主，而切向分量較小，因此，式(6)可能高估平緩型膨脹土邊坡穩(wěn)定性。

在水平方向上，條塊受力平衡關(guān)系為

聯(lián)立式(4)、式(5)與式(7)可得

式中：mi=cosαi+ tanφsinαi/Fs。

根據(jù)Janbu法的假定條件，條塊間法向力滿(mǎn)足

式中：n為條塊數(shù)。

對(duì)條塊底邊中點(diǎn)取矩，滿(mǎn)足力矩平衡方程：

將式(8)代入式(9)可求得膨脹土邊坡安全系數(shù)計(jì)算式為

聯(lián)立式(10)與式(11)進(jìn)行迭代計(jì)算，即可獲得膨脹土邊坡安全系數(shù)計(jì)算值。

3.3 工程實(shí)例分析

以前述發(fā)生失穩(wěn)的寧明膨脹土邊坡為工程實(shí)例，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查地質(zhì)資料獲取的膨脹土邊坡實(shí)際滑裂面，得到邊坡穩(wěn)定性分析斷面，如圖9所示。由于填土層厚度較小，且與下覆黏土層的土體膨脹性相差不大，滑裂帶基本位于黏土層內(nèi)，故可將滑體內(nèi)土體近似視為均質(zhì)黏土層以便于簡(jiǎn)化分析。滑體被劃分為15個(gè)條塊，按照前述Janbu法計(jì)算干濕循環(huán)作用下該膨脹土邊坡穩(wěn)定性變化情況。其中，膨脹性黏土物理力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表1與圖6。側(cè)向膨脹力參照楊果林等[3]的研究結(jié)果取為豎向膨脹力的25%，即10.2 kPa。采用本文方法、司光武等[26]所提出的方法以及不考慮膨脹力方法所得邊坡安全系數(shù)隨干濕循環(huán)次數(shù)的變化見(jiàn)圖10。

圖9 邊坡穩(wěn)定性分析斷面Fig.9 Analysis section of slope stability

圖10 干濕循環(huán)作用下不同方法所得膨脹土邊坡安全系數(shù)Fig.10 Safety factors of expansive soil slope calculated by different methods under drying and wetting cycles

由圖10可知：在未受干濕循環(huán)影響前，膨脹力作用會(huì)導(dǎo)致邊坡安全系數(shù)有所降低，但并不足以使邊坡失穩(wěn)；隨著干濕循環(huán)次數(shù)增加，邊坡安全系數(shù)呈先快后慢方式下降，這與土體抗剪強(qiáng)度隨干濕循環(huán)次數(shù)的變化趨勢(shì)一致；當(dāng)不考慮膨脹力影響時(shí)，由于該邊坡坡度約為10°，8 次干濕循環(huán)作用下所得邊坡安全系數(shù)為2.39，遠(yuǎn)大于1.00，這與實(shí)際邊坡工程的滑移失穩(wěn)現(xiàn)象不相符，表明膨脹力對(duì)膨脹土邊坡淺層破壞的影響不可忽視；8次干濕循環(huán)作用后，由司光武等[26]所提出的方法所得邊坡安全系數(shù)為1.61，邊坡仍處于穩(wěn)定狀態(tài)，這與實(shí)際邊坡?tīng)顟B(tài)不符；由本文方法所得邊坡安全系數(shù)隨干濕循環(huán)次數(shù)增加呈現(xiàn)出較大變化趨勢(shì)；8次干濕循環(huán)作用后，由本文方法所得邊坡安全系數(shù)降低至1.08。考慮到對(duì)實(shí)際邊坡進(jìn)行了一定簡(jiǎn)化處理，因此，本文所得邊坡安全系數(shù)略大于1，但邊坡已非常接近于失穩(wěn)狀態(tài)，這與實(shí)際邊坡的失穩(wěn)破壞狀態(tài)基本吻合。可見(jiàn)，本文方法由于考慮了平緩型膨脹土邊坡的膨脹力與干濕循環(huán)作用，能夠推演干濕循環(huán)與膨脹力共同作用下膨脹土邊坡穩(wěn)定性逐漸降低的變化過(guò)程，故本文提出的邊坡穩(wěn)定性計(jì)算方法更加合理。但需要指出的是，由于膨脹土的特殊性，其邊坡失穩(wěn)破壞機(jī)制比普通土質(zhì)邊坡的失穩(wěn)破壞機(jī)制更復(fù)雜，因此，本文方法為平緩型膨脹土邊坡穩(wěn)定性分析提供了重要參考，但也還需要在今后更多工程實(shí)踐中進(jìn)一步驗(yàn)證與完善。

4 結(jié)論

1)寧明平緩型膨脹土邊坡失穩(wěn)破壞為典型的淺層滑塌破壞，其中，滑坡體后緣發(fā)生開(kāi)裂下沉和滑坡體前緣出現(xiàn)圓弧狀剪切滑出。干濕循環(huán)作用是引起平緩型膨脹土邊坡淺層失穩(wěn)破壞的主要因素。

2)干濕循環(huán)作用下膨脹土內(nèi)摩擦角在11.2°～11.5°范圍內(nèi)波動(dòng)，而黏聚力顯著降低。第8次干濕循環(huán)后，邊坡滑體內(nèi)的膨脹土黏聚力衰減至10.3 kPa，這與現(xiàn)場(chǎng)鉆孔所取邊坡滑裂帶處膨脹土黏聚力8.8 kPa 非常接近，表明現(xiàn)場(chǎng)邊坡滑裂帶處膨脹土經(jīng)歷過(guò)干濕循環(huán)作用并衰減至穩(wěn)定。

3)引入膨脹力，提出了基于Janbu法的膨脹土邊坡穩(wěn)定性計(jì)算式，并通過(guò)工程實(shí)例驗(yàn)證了其可靠性。膨脹土邊坡安全系數(shù)隨著干濕循環(huán)次數(shù)增加而呈現(xiàn)出先快后慢的降低規(guī)律，膨脹力作用會(huì)進(jìn)一步加劇膨脹土邊坡的失穩(wěn)破壞風(fēng)險(xiǎn)。