关键词：顺倾层状岩石；路堑边坡；失稳与加固
在我国，随着经济的腾飞，基础建设正以前所未有的速度发展，道路工程特别是高等级公路工程建设向山区挺进，切坡筑路形成了大量的路堑边坡。我国地形条件困难，三分之二面积是山地，特别是南方地形变化大，地质构造复杂，岩体结构多变,道路工程建设中岩质路堑边坡工程问题相对较为突出，而顺倾层状岩石路堑边坡又是其边坡变形和破坏的典型类型之一。顺倾层状岩石边坡具有地形、地质和环境背景脆弱及工程稳定性较差的特点,而且，边坡工程安全要求和技术等级越来越高,其变形失稳机制和加固工程对策有其自身的特点和要求。
1.路堑边坡工程概述
边坡工程是岩土工程的一一个重要分支,广泛涉及到水电、铁路、公路、采矿、建筑工程活动。如采矿业的路天采矿边坡，较多为岩石边坡，根据采矿的特点，力求提高边坡开挖高度和放陡坡率，是最早边坡研究的主要对象之一;水利水电行业的库岸边坡，榘道边坡以及坝坡等，因其工程的巨大和重要,对单个工点常开展专题研究，以论证工程的永久性、安全性和稳定性，故对边坡研究较为深入，并取得丰硕成果:建筑行业的基坑开挖的边坡，则多涉及土质边坡和类土质边坡，主要边坡问题是侧向位移的控制、降水的处理和基底变形等。各个行业相关部门根据本行业边坡的使用特点和要求，结合所处工程地质条件、地质环境进行了大研究,推动了边坡工程的发展。
2.顺倾层状岩石路堑边坡失稳与加固的应用研究
2.1工程概况
金银山顺层岩石滑坡位于湖北省郧西县城境内,属鄂西北中低山丘陵区。郧西县城一带地处郧西断陷盆地，地势较低,地表河流发育，河谷开阔，谷坡平缓。县城两侧则山丘起伏，沟谷狭窄，山势陡峻,地形切割较强烈，沟谷多为“V"字型。路线地处中低纬度带,属亚热带大陆季风气候,雨量较充沛,年均降雨量为7672~847.2mm,48%的雨量集中在7~9月份，降雨具有连续、集中、强度大等特点。
2.2工程地质条件
(1)地形地貌
该段线路位于鄂西北中低山丘陵区，地处秦岭山脉东南麓武当山系，线路走向和区域山体走向基本一致，地貌单元属于剥蚀低山丘陵区，沟谷多呈“V”字型，金银山服务区地处郧西断陷盆地，地势低，地表河流发育，河谷开阔，谷坡平缓。
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(2)地层岩性
通过工程地质勘察，结合区域地质资料,该段地层岩性情况如下:上覆第四系更新统(Q4Hd)残坡积土:厚度为0.0-2.0米，灰黄，褐黄色，土质差异性大，部分为残坡积亚粘土，部分为残坡积碎石土。
下伏中生界白垩系下统(Kzp)砂泥岩、泥质砂砾岩:厚度大于30米,紫红色,泥质砂岩和钙质砂岩及砂泥岩互层，局部为含砾砂岩,泥质砂砾岩，可分为强风化和弱风化，上部强风化呈半岩半土状，干燥状态下轻敲即碎，饱水后则成为散体。
(3)地质构造
该区段位于南秦岭褶皱系中的三级构造单元的武当复背斜内，次级构造单元为郧西倒转复式背斜西北部倾伏端:线路内主要断裂为北西向区域性郧西断裂，西部发育有北北东和北东向断层。郧西断裂呈北西向，由一系列平行断层组成;早期断裂带发育糜棱岩，断裂晚期具有拉张性质,沉积了白墅系“红层”，之后又发生压剪运动，切断红层，局部可见变粒岩逆冲到红层之上。目前，未发现新构造痕迹，未发现第四系存在断层，未发现早期断裂带复活。
2.3边坡数值模拟分析
经过边坡开挖时步运算，该边坡开挖两级后，可以获得第一、二时步边坡应力、应变及塑性区等信息，该时步相关参量的分布形式和分布范围可用等值线云图表示。
从拉应力分布区来看，开挖第四级后,坡顶出现拉应力区,范围小，量值也很小，坡脚也零星出现拉应力区，而且有和坡顶拉应力区相贯通的趋势;开挖第三级后，受边界效应的影响，坡顶拉应力区加大，坡脚拉应力集中，最大拉应力值为0.129Mpa,并在坡体内由上向下有发展,和塑性区分布相--致,表现为沿层面方向有拉剪破坏的趋势。另外，坡顶后缘左边界附近也出现了拉应力区，这是受卸荷引起应力重分布和边界零位移约束综合作用而产生的。
2.4加固工程对策数值模拟
工程实践表明，该边坡稳定性很差,需要及时对其进行防护加固。
该边坡在开挖第四级后,坡脚处就产生较明显变形,此时塑性区自坡脚沿层面方向向上发展至该级坡体中上部；因此，在边坡开挖第四级后，立即对第四级坡体采用系统锚杆进行防护加固,结果表明系统锚杆的施加改善了坡体的应力状态，大大缩小了塑性区的发展,从而使边坡得以继续开挖。
继续开挖第三级，开挖底部产生明显变形和结构面松弛特征,此时塑性区已自坡脚沿倾角20°的层面方向向上发展约至该级中部，另外在第四级底部坡体内部也出现一小部分塑性区，继续开挖模拟,模型计算失败,说明坡体已破坏;所以对该级边坡采用预应力锚杆进行防护加固(必要时，对该级开挖采取随挖随锚措施)，这样使坡体应力状态得到改善，使该级坡脚的塑性区减小到很小的范围。继续开挖第二级，模拟计算结果表明，塑性区在第二级坡脚产生并有发展，并且第四级底部坡体内部的塑性区向后发展范围增大，这是由于预应力施加后，坡体应力进行重新调整，应力在界面集中的结果。此时对第二级采用预应力锚杆防护加固，预应力锚固工程施加后，整个坡体的塑性区大范围减小，坡体稳定性得到提高。
结束语
由于研究时间和问题难度的限制，以及本人理论水平和实践经验的不足,本文的研究尚存在一些不足之处，需要在以后的工作中继续探讨并加以完善。
参考文献
[1]徐开华.公路路基边坡工程失稳影响因素分析及防护设计[J].智能城市,2020,6(04):184-185.
[2]张佳良.岩土工程中边坡加固工程施工技术[J].西部探矿工程,2020,32(01):3-4.
[3]张国银.岩土工程施工中基坑边坡失稳及加固处理技术分析[J].中国标准化,2019(22):157-158.
论文作者:侯华毅
论文发表刊物:《建筑实践》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/27
标签：应力论文; 郧西论文; 工程论文; 塑性论文; 层状论文; 岩石论文; 数值论文; 《建筑实践》2020年第1期论文;