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摘要：随着人类工程活动的不断加剧和日益增大的工程规模，边坡稳定性问题也变得越来越突出。边坡稳定性的问题涵盖了许多工程领域如冶金工程、桥梁工程、水利工程、工民建等。边坡支护技术是岩土工程届较为复杂的技术之一，边坡稳定性的合理分析和支护方案的正确选择关系到工程进度、工程造价和工程的安全性。本文首先分析了影响边坡稳定性的因素，然后据此介绍了目前边坡稳定性分析常用的方法，最后对常用的边坡支护方案进行了介绍和对比。
关键词：边坡；稳定性分析；支护方案
边坡按照成因可分为自然边坡和人工边坡两类，按照组成物质可分为土质边坡和岩质边坡。近年来，随着我国经济的不断发展，我国水利、铁路、公路、矿区开采等的建设迅猛发展。在这些工程建设中，出现了大量的高边坡，边坡稳定性问题关系到这些工程建设的成功和安全，对工程建设项目的安全和经济等可行性控制作用和影响重大投资和使用效益的建设也越来越大。为了减少和消除各种边坡事故的发生，无论是在工程调研阶段还是工程设计阶段，均应加强对边坡稳定性的研究，选取合适的支护方案，确保施工安全。
1 边坡稳定性影响因素
边坡失稳是在边坡自身重力场和其他应力场的共同作用下发生的，土质边坡常发生滑坡失稳，岩质边坡常发生崩塌、滑动、倾倒、溃屈等破坏。不同的边坡失稳机理也各不相同，影响边坡失稳的主要因素：地下水、地震、人工作业的影响等。
（1）不连续结构面
边坡尤其是岩质边坡发生变形破坏的首要条件是边坡上存在不连续面的结构面，不连续结构面的密集程度直接决定了岩体的随这些破坏面的状态、形状和空间分布而变化的。不连续结构面间方位或状态、岩体的连续性或规模、充填物和张开度、间距、粗糙面、岩石种类、岩石的硬度、成因、先期的剪切位移等都会最终影响不连续结构面的摩擦力和抗剪强度，从而最终影响边坡失稳的概率。
（2）地下水的影响
地下水的影响是边坡失稳中一个不可忽略的重要因素。地下水对边坡的影响主要包括两个方面。首先，当地下水沿着边坡内部的不连续面流动时，地下水的润滑作用会导致边坡不连续面的摩擦力降低，从而加剧了边坡失稳的概率；地下水作用在边坡土体或者边坡岩体时，会填充在边坡土体或者岩体的空隙中，从而增加边坡坡体整体的重力，从而导致边坡更容易失稳。
（3）自然条件的影响
自然条件对边坡的影响是多方面的。首先，降雨天气对边坡的影响与地下水对边坡的影响类似，地面降水最终会深入边坡坡体中并沿着坡体内的断裂面渗透，增加了坡体重力，降低了坡体断裂面的稳定性，容易造成边坡失稳破坏。其次，风霜雨雪等天气对于边坡坡体具有风化侵蚀的作用，自然环境对边坡的侵蚀破坏了坡体原有的连接状态，导致坡体风化破碎，并最终发生失稳破坏。
（4）扰动作用
地震和开挖边坡采用的爆破开挖都会对边坡的稳定产生不利的影响。因此,爆破孔的药量必须适当，以便充分发挥爆破所释放的能量，并对边坡岩体的危害最小。
2 边坡稳定性分析常用方法
边坡稳定性分析是确定边坡失否处于稳定状态，是否需要对其进行加固与治理，防止其发生破坏的重要依据。主要分析方法有：刚体极限平衡法、有限元法、离散单元法、DDA方法、边界元法、人工神经网络分析方法等，其中刚体极限平衡法和有限元法应用较为广泛。
（1）刚体极限平衡法
刚体极限平衡法是利用坡体的力学平衡原理来分析边坡各种破坏模式下的受力状态以及边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。目前工程中常用的极限平衡法有简化毕肖普法、“Janbu”法、“Sarma”法等。
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（2）有限元法
有限元法主要用于对连续体的应力分析，设想把连续体分割成有限个单元，它们在节点上相连接，即以一个单元集合体来代替连续体；把作用在单元上的力等效地移到节点上；每个单元选择一个位移函数来表示位移分量的分布规律；按变分原理建立单元的结点力一一结点位移的关系式；然后根据结点平衡条件,把所有的单元关系式集合形成一组以结点位移为未知量的代数方程组，从而解得各结点位移。常用的有限元分析软件有：ANSYS、迈达斯、FLAC 3D等。
3 常用的边坡支护方法
边坡支护应遵循安全、舒适、美观的原则，边坡支护方案不仅要满足安全施工的要求，还应与周围环境相协调，发挥边坡防护工程的综合效益。边坡支护方案可以分为工程防护和生态防护两种思路。
3.1 工程防护法
工程防护是指利用人工构筑物实现对边坡稳定性的防护，如抹面、喷浆、挡土墙、预应力锚杆等。
（1）抹面
抹面适用于各种易于风化的软岩层（如泥质砂岩、页岩、千枚岩、泥质板岩等）边坡，当岩层风化不甚严重时；抹面防护不受坡面形状、陡度及平顺性的限制，但要求边坡必须是稳定的。
（2）喷浆或喷射混凝土防护
喷浆或喷射混凝土防护适用于岩性较差、强度较底、易风化或坚硬岩层风化破碎、节理发育、其表层风化剥落的岩质边坡；当岩质边坡因风化剥落和节理切割而导致大面积碎落，以及局部小型坍塌、落石时，可采用局部加固处理后，进行大面积喷浆（喷射混凝土）。喷浆或喷射混凝土防护不能承受山体的压力，因此要求边坡必须是稳定的。
（3）喷锚支护
喷锚支护是目前工程上常用的边坡支护形式，适用范围较广。它具有较高的强度，较好的抗裂性能，能使坡面内一定深度内的破碎岩层得以加强，并能承受少量的破碎体所产生的侧压力。锚杆的类型有树脂锚杆、全长砂浆锚杆（包括灌浆锚杆和自钻式注浆锚杆）、塑料锚杆（包括玻璃钢锚杆和塑料锚杆）、水泥锚杆和缝管锚杆等，锚固深度根据边坡岩层的破碎程度而定。此外，还可根据工程实际情况采取二次灌浆、改变锚杆传力特征等方法来提高喷锚支护的支护效应。
（4）土钉墙
土钉墙是将边坡通过由钢筋制成的土钉进行加固，边坡表面铺设一道钢筋网再喷射一层混凝土面层从而增加与边坡结合程度的施工方法。主要适用于风化破碎较严重的岩石边坡，也可用于粉土、砾石和砂土边坡。承受土压力一般，其最大优点是从上往下逐层开挖土石方并及时对边坡进行封闭加固，能有效减少边坡因开挖临空而带来的应力释放，使边坡保持原来的稳定结构，避免坍塌。
3.2 生态防护法
生态防护就是采用生态方法，通过种植植物来保持边坡的稳定性，如种草、植树等。
（1）种草
种草防护法就是将种子通过撒播或喷播等方法种植在边坡上，或者直接在边坡上铺设草皮，播种种子的方法一般要求边坡坡度不陡于1：1，边坡坡面水径流速度不超过0.6m/s，当边坡坡度较陡时则采用铺设草皮的方法。种草防护法不适用于长期浸水的边坡。
（2）植树
在边坡上种植树木，利用树木的根系起到固化边坡的作用。植树防护法适用于各种土质边坡和风化程度较高的岩质边坡，是最为生态环保的方法，且投入成本较低。但是，这种方法见效慢，不适用于对工期有要求的边坡防护工程。
参考文献：
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[3] 王云,龙春林,刘怡涛,杨德,庾强,张世俊.植物在高速公路边坡防护中的应用[J].水土保持研究,2005,06：203-206.
论文作者:王文明,程纪虎
论文发表刊物:《基层建设》2016年9月下27期
论文发表时间:2016/12/8
标签：稳定性论文; 防护论文; 工程论文; 方法论文; 地下水论文; 锚杆论文; 位移论文; 《基层建设》2016年9月下27期论文;