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摘要：对顺层边坡加固治理措施的理论分析与模拟在实际工程应用中都具有一定的局限性，抗滑桩虽然可以充分利用桩身强度提高边坡稳定性，但是在硬质岩层成孔困难；长锚杆或者微型桩能够解决施工难度，但是其自身整体性较差；锚杆联合格构梁，可以充分发挥基岩的强度，使得潜在滑动体和基岩联合成为一个整体受力基体。
关键词：顺层岩质边坡；滑坡机理；锚杆联合格构梁
前言
岩层走向和倾向与边坡走向和倾向一致的边坡称为顺层或顺倾边坡，其余的叫反倾或斜向边坡。在实际工程中划分归类时，通常将走向与岩层走向夹角小于20°或者倾向接近的边坡定义为顺层边坡。对于顺层岩质边坡的稳定性受多种因素影响，首先取决于层岩倾角、地层岩性、结构面等内因。除此以外还包括地下水的作用和开挖坡角、边坡高度、爆破震动效应、地震效应等其他因素，所以会在边坡工程中产生较多的影响。
1边坡稳定性分析
实际现象表明，顺层岩质边坡可能是沿某个层面发生整体滑动，也可能是沿某个或某些层面发生局部滑动，由下而上发生渐进式破坏，并当坡脚不再受到扰动时，失稳滑动也就不再向上发展。如果能确定顺层岩质边坡的滑移面及滑移极限长度，在进行边坡加固设计时，只需对局部即将发生破坏的岩层进行加固。现有加固方法通常是将整个边坡长度作为设计长度，在此基础上进行加固设计，很少考虑局部失稳现象。以下对顺层岩失稳的因素进行分析。
1）顺层岩质边坡周围主应力迹线发生偏转，主要表现为：最大主应力愈平行于临空面，最小主应力愈垂直于临空面。在一定条件下，坡面的径向应力和坡顶面的切向应力转为拉应力。
2）顺层岩质边坡在形成过程中由于长期受人工扰动和风化等的影响，岩体抗剪强度参数与拉裂面等效抗拉强度有不同程度的降低。研究表明：越靠近临空面，滑带抗剪强度参数和拉裂面等效抗拉强度劣化越严重；越远离临空面，滑带抗剪强度参数和拉裂面等效抗拉强度劣化程度较小。
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2格构梁配合锚杆在顺层岩质边坡加固治理中的应用
顺层岩质边坡的稳定性受多种因素影响，首先取决于层岩倾角、地层岩性、结构面等内因。除此以外还包括地下水的作用和开挖坡角、边坡高度、爆破震动效应、地震效应等其他因素，所以会在边坡工程中产生较多的影响。采用锚杆加固方法可以起到阻止边坡变形的作用。在坡面设置格构梁，可以加强坡体的整体性。在锚杆加固的作用范围上，可以对边坡的应力集中进行释放，减缓边坡的局部破坏。对被加固边坡而言，锚杆主要作用是将边坡下滑体的下滑力传递到边坡基岩层深处，这样提高了边坡的抗滑力值，从而边坡的稳定性得到提升。锚杆实际上是承受下滑体和基岩错动产生的剪力而产生的拉应力作用，锚杆处于受拉状态。锚杆的轴力是沿锚杆线性变化，在潜在滑动面处锚杆的轴力处于最大值状态。锚杆联合格构梁加固措施，可以充分发挥基岩的强度，使得潜在滑动体和基岩联合成为一个整体受力基体。使用格构梁可以增加锚杆加固影响范围，使得上层潜在滑动层通过锚杆连接和基岩形成一个稳定的边坡体。锚杆通过锚固段与基岩紧密相连，锚固段长度和基岩情况决定了锚杆的抗拔承载力大小。锚杆数量和格构梁界面尺寸和间距布置情况取决于锚杆的抗拔承载力设计值。
3锚杆联合格构梁加固边坡数值分析验证
3.1MIDAS-GTS边坡计算分析原理
MIDAS-GTS采用摩尔—库仑强度准则理论，模拟土体饱水工况条件下分析边坡的稳定状态。在数值模拟分析中，以收敛的非线性静力工况计算下的边坡各土体单元位移大小来衡量边坡各部位的稳定性，是最为直观的定量描述，而采用强度折减法计算的边坡稳定安全系数是表征边坡稳定性的关键性指标。其中强度折减法是通过不断减少边坡岩土体抗剪切强度参数的赋值如粘聚力和内摩擦角直至达到极限破坏状态为止，根据弹塑性有限元计算结果得到滑动破坏面，同时得到安全系数。
3.2数值模型
考虑到坡面施工格构梁，可建立三维实体单元。其中格构梁采用梁单元，锚杆锚固段选用梁单元，自由段选用植入式桁架，边坡土体和基岩选用实体单元。模型边界约束条件设置为四周对应限制水平位移，底边设置水平和竖向约束，边坡表面为自由面。
结束语
在锚杆加固作用下坡体的剪切应变可明显变小，提高边坡的稳定系数。对边坡采用锚杆联合格构梁进行加固处理，边坡稳定性提高更大，坡体剪应变主要集中在坡脚处。
参考文献：
［1］杨金旺，陈媛，张林，等.某水电站顺层岩质高边坡稳定性地质力学模型试验研究［J］.水电能源科学，2018，36（2）：139-143.
［2］陈冲，侯克鹏，肖慧，等.不同倾角顺层岩质边坡失稳机制的相似模型试验［J］.中国钨业，2015（5）：17-21.
论文作者:孔德吉
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/9/17
标签：基岩论文; 锚杆论文; 应力论文; 强度论文; 稳定性论文; 岩层论文; 作用论文; 《城镇建设》2019年第15期论文;