摘要：膨胀土边坡容易发生失稳、滑坡现象，不利于工程项目建设。所以，可通过预先危险性分析确定边坡稳定性、可能出现触发问题、事故原因，从而制定有效的解决方法避免边坡失稳。鉴于此，笔者结合实践研究，对预先危险性分析在膨胀土边坡稳定分析的运用展开分析。
关键词：预先危险性；膨胀土边坡稳定分析；应用方法
膨胀土具有胀缩性使得膨胀土边坡稳定性较差，失稳破坏率较高。该种土质分布范围较广且对建筑主体影响大。黏土矿物作为膨胀土具备膨胀结构的直接原因，蒙脱石失水收缩能够引起土体开裂。对此，通过预先危险性分析制定预防、变更、弥补方案，提前做好相应防护措施，降低危险性，从而保证工程稳定性与安全性。
一、膨胀土边坡问题的提出与预先危险性分析
（一）问题的提出
膨胀土一直是困扰岩土工程界的重大问题。膨胀土具有失水收缩、吸水膨胀的变形的特性及其边坡浸水强度衰减特性。在膨胀土地区的工业民用建筑、水利、铁道、公路等工程建设等工程运营中具有较大的工程危害。近年来，我国岩土工程界在膨胀土微观结构特征及其工程性质的研究中取得了丰硕的成果，对膨胀土产生工程病害的原因给予科学的解释。随着我国经济及工程建设不断发展，在膨胀土地区的工程建设中难免形成膨胀土的土质边坡，存在较大的安全隐患，为此提出相应且可行的处理办法。
（二）预先危险性分析
预先危险性分析（PHA）指的是在工程建设中对存在的危险因素、可能引发的事故进行客观、概率分析并制定预防方案，确定系统危险性等级，危险影响范围，制定具体防范措施从而避免一些危险情况的发生。首先，对系统的生产目标、工艺过程、周围环境进行现场勘查。其次，搜集有价值的信息资料与当地危险事故经验、触发事故案例等，通过现场分析与危险事故经验预见可能引发的事故和危险程度。最后，确定危险等级，制定处理方案。其危险等级分为：I级是安全的，对项目影响不大。II级为临界危险，位于事故边缘状态，不会带来人员伤亡或财产损失，影响较小，企业可以采取必要预防方案。III级具有较大危险性，威胁人员生命财产安全，需要企业给予高度重视并及时制定处理方案。IV级为破坏性危险，可能出现灾难性事故需及时处理。
二、膨胀土边坡失稳研究
近些年来，国内外做了大量对膨胀土判别与分类的研究工作，根据不同目的采用不同的判别和分类方法。如：通过膨胀性矿物的含量、膨胀土的液限和塑性指数、自由膨胀率等。虽然膨胀土的判别方法在国内外尚未有统一标准，但广泛采用的是现场定性和室内简易定量指标相结合的方法，即：根据工程地质特征及土的自由膨胀率指标综合判定。如：裂隙发育，常有光滑面与擦痕，有的裂隙中充填灰白色、灰绿色粘土，在自然条件下呈硬塑状态，处于二级或二级以上阶地、山前丘陵和盆地边缘，地形平缓，无明显自然陡坎。
在工程建设中，难免形成的膨胀土边坡，裂缝作为膨胀土直接特征，主要集中于干旱少雨季节，膨胀土水分缺失、开始收缩后相邻层水分逐渐减少，最终出现上下收缩不均引起裂缝。裂缝的产生会带动下层水分蒸发，缝隙逐渐向下延伸。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在降雨后土体膨胀、封堵裂缝使缝隙减小，但水分二次流失后原来的缝隙区域就成为薄弱地带，加剧干裂并逐渐延伸，其深度可达到数米。在“大气影响深度”范围内，裂隙是杂乱分布的；而在“大气影响深度”以下的非大气影响区，膨胀土的裂隙具有光滑裂隙面，且具有定向性，裂隙多被充填、呈闭合状。此外，土体内应力释放也会引发裂缝，很多项目工程土坡开挖结束后侧向支撑力降低进而出现裂缝。膨胀土在没有缝隙的条件下强度较高。相反：一旦出现裂缝强度就会明显降低。缝隙将土体分为强度不同的土层，生成滑坡面导致边坡失稳。缝隙加快渗水、聚积并形成较大渗透力，导致边坡失稳牵引性提升。
三、预先危险性分析在膨胀土边坡稳定分析中的应用
（一）土层裂缝和危险程度分析
膨胀土裂缝发生的根本原因是土层主体的胀缩性、干湿循环导致土层应力发生变化。膨胀土裂缝对边坡工程建设稳定性具有较大影响，若工程建设中对膨胀土边坡裂缝不重视，有较大的安全隐患继而引发生命财产危险。裂缝原因分为干旱蒸发、降雨渗透、应力变化。其中，干旱蒸发是因为膨胀土胀缩性，与土体上下蒸发不同，收缩不同。降雨渗透则是因为膨胀土渗透性降低、土体膨胀裂缝堵塞，蒸发后随原有裂缝较快，产生裂缝。可以通过土工膜方法留住水分；修建排水沟渠，强制排水。
（二）边坡失稳分析
膨胀土边坡产生裂缝后，土层强度就会降低，把坡体分为强度不同的上下层生成滑坡面、增加渗透性，项目施工风险较高。例如：膨胀土边坡失稳，触发事件裂缝产生和发展。事故原因：第一，缝隙影响膨胀土强度，强度降低引起边坡失稳。膨胀土在没有裂缝的条件下强度较高，然而出现裂缝后强度降低。第二，裂缝导致使得土坡分为上下土层生成滑坡面导致边坡失稳。第三，裂缝增加渗透性出现较大渗透力，增加边坡失稳牵引性。事故结果：边坡失稳导致建筑和工程受到影响，人员生命财产安全受损。处理方法：结合膨胀土强度降低、抗剪强度和裂缝的变化满足双曲线规律，统计裂隙深度，利用拟合公式得出剩余强度，运用Bishop法计算边坡稳定性，并提出相应的处理措施及建议。
结语
在膨胀土地区进行工程建设，首先必须正确识别膨胀土与非膨胀土，并准确判断膨胀土膨胀势的强弱和工程性质的特点，然后才能在工程设计和施工中做到有的放矢，采取切实有效的方法进行处理。对此，通过预先危险分析进行膨胀土边坡稳定性分析能够避免危险因素、提高工程质量，对企业有着重要意义，在处理膨胀土方面具有良好的效果，值得进一步推广应用。
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论文作者:曹磊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期
论文发表时间:2019/5/5
标签：裂缝论文; 危险性论文; 强度论文; 危险论文; 裂隙论文; 土层论文; 稳定性论文; 《建筑学研究前沿》2019年1期论文;