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摘要：以四川南充市银翔汽车技术研究中心超高边坡支护工程为背景，参考相关规范并运用大型有限元软件GTS进行边坡整体稳定性分析，结合岩土力学参数阐述了泥、砂岩地质条件下边坡治理思路，介绍了支护设计方案，为类似工程治理提供一定参考。
关键词：高边坡；稳定性;边坡治理；
1工程概况
工程位于南充市嘉陵区花园乡新能源汽车工业区1号地块，该区域试车道开挖，将在试车道全段右侧形成高边坡，边坡为挖方岩质边坡，边坡长1888m，最大高度84m，面积约为82965m2，属于超高边坡，需要对其进行治理。边坡安全等级为一级，永久边坡设计合理使用年限为50年。
2工程地质条件
2.1地质概况
拟建工程场地位于西山向斜的南侧，岩层近水平，倾角3～5°。场地属构造剥蚀丘陵地貌，边坡现状坡体植被发育，倾向西南向和东北向，整体坡度介于9°～50°，局部存在陡坎，近似直立。
各岩土层现自上而下分述如下：
粉质黏土(Q4el+dl)：灰褐～黄褐色，可塑，要由黏粒组成，遇水易软化，干后易开裂，该层切面稍光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。
泥岩(J2s)：紫红色～棕红色，泥质结构，中厚层状构造，岩性较软，抗风化能力差，具干缩崩解遇水软化的特征，根据其风化状态分为强风化和中风化两个亚层。
强风化泥岩：岩体破碎，裂隙发育，岩块用手可掰断，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
中风化泥岩：岩体较完整，裂隙局部发育，岩体基本质量等级为Ⅳ级。
砂岩(J2s)：灰～紫灰色，细粒结构，中厚～厚层状构造。根据其风化程度可分为：
强风化砂岩：岩体破碎，裂隙较发育，岩石基本质量等级为Ⅴ级。
中风化砂岩：岩体较完整，裂隙局部发育，岩芯呈柱状，岩石基本质量等级为Ⅲ级
2.2水文地质条件
场地范围主要河流有嘉陵江，曲水河，吉安河，桓子河。嘉陵江全长1119公里，流域面积159710平方公里。场地及附近未发现有滑坡、泥石流、塌陷、断裂等不良地质作用及地质灾害。
2.3边坡岩土力学参数取值
勘察单位综合现场地质条件给出折减后的工程力学指标，见表1
表1 岩土力学特征值参数建议表
3边坡工程整体稳定性分析
3.1模拟概况
由于本工程为超高边坡，开挖后最大边坡高度达到84m，远高于相关规范[1]条文超高边坡30m的标准。故本次采用有限元数值模拟分析对边坡进行整体稳定性分析。
本次模拟采用GTS，屈服准则选用Mohr-Coulomb准则，分析中边坡岩体看作理想的弹塑性体，单元采用四边形平面应变单元。模型边界的确定原则：边坡左右边界距离为边坡高度3倍，上下边界总高度不低于2倍坡高。模型左右边界约束横向变形，模型下边界约束横向和竖向变形，模型的上边界为自由面，且只考虑自重作用及坡顶荷载作用，开挖过程分为4步。
图 9 边坡开挖塑性区范围示意图
由图9可知，边坡开挖过程中，塑性区域位于坡脚应力集中位置，需要对坡脚进行加固。
综合分析可得，造成边坡的滑移共有4大因素：
①在边坡土体受自身重力效应的影响下，坡顶处受下方土体牵引诱发张拉性破坏，坡脚处承受上方土体侧向压力诱发压剪性破坏（土体进入塑性受力状态），坡脚处需要加固；
② 由于边坡土体的自然蠕变效应，边坡中部容易承受过大拉应力导致局部剪性破坏，应对坡面进行防护；
③ 剪切带自边坡中部向两侧扩展；
④ 因环境因素如暴雨，洪峰等导致边坡渗透水压力陡增，边坡土体强度降低，剪切带贯通导致发生无征兆的边坡瞬滑；
4边坡治理方案
边坡高度大于60m段采用1：0.75放坡+TBS+护脚墙，分阶高度20m，坡脚采用护脚墙，墙高3.5m采用C20片石混凝土浇筑；护脚锚杆2D32，间距2m×2.5m。TBS锚杆1D25，间距2m×2m,长6~10m，锚固段长4m；锚钉1D14,间距1×1m，长1m。
坡顶设置截水沟和防护栏杆，各阶平台设置排水沟，坡脚设置排洪沟，坡体设置排水孔，内置D100软式透水管，间距2m×2m，长2m。
坡顶设置截水沟和防护栏杆，各阶平台设置排水沟，坡脚设置排洪沟，坡体设置排水孔，内置D100软式透水管，间距2m×2m，长2m。
5治理效果与结论
1）在有限元数值计算分析中得出，坡面需要防护，在坡脚处应力集中区域需做特殊加固处理。
2）根据计算得到边坡稳定系数为2.6，大于一级边坡稳定系数1.35。由于本边坡属于超高型边坡，在边坡施工完成后，经过了雨季的考验，坡面无开裂现象，坡脚无变形现象，证实该设计方案是切实有效的。
3）影响边坡安全最大的因素之一是水的问题，因此，边坡截排水设计至关重要坡顶坡脚及各平台处设置截排水沟，坡面需植草绿化，防止坡面冲刷，出现局部垮塌。
参考文献：
［1］中华人民共和国住房和城乡建设部． 建筑边坡工程技术规范:GB50330—2013［S］． 北京: 中国建筑工业出版社，2014．
第一作者：宁俊明(1978-)，男，重庆人，高级工程师，主要从事市政工程设计方面的工作。
论文作者:宁俊明,谭智杰,牛牟
论文发表刊物:《科技研究》2018年8期
论文发表时间:2018/10/23
标签：边界论文; 间距论文; 裂隙论文; 工程论文; 塑性论文; 砂岩论文; 泥岩论文; 《科技研究》2018年8期论文;