土质边坡防护研究..doc

土质边坡防护研究 吴 茂 华 （武汉市公路勘察设计院 湖北 武汉 430051） 0 引言 随着国民经济的发展，大量铁路、公路、水利、矿山、城镇等设施的修建，特别是在丘陵和山区建设中，人类工程活动中开挖和堆填的边坡数量越来越多，高度越来越大稳定问题备受国内外专家的关注，一旦处理不当形成滑坡，轻则阻塞交通或影响工程进度，重则危及生命和工程存亡，因此边坡的稳定分析在工程领域内至关重要从某种意义上说是作用于滑坡这一系统下的下滑力（滑动力）超过滑床的抗滑力（阻滑力）的结果。下滑力主要来自滑坡体重力沿滑动面的下滑分力，它和滑坡体物质的容重和滑体厚度（h）及滑面倾角（）有关，此外，还有静水压力、动水压力和地震力等附加力。抗滑力主要为滑动面（带）土的粘结力和摩擦力，此外，还有滑体两侧不动体的阻滑力。边坡失稳往往是在外界不利因素影响下触发和加剧的。这些外界因素往往导致土体剪应力的增加或抗剪强度的降低，使土体中剪应力大于土的强度而造成滑动失稳。造成边坡土体中剪应力增加的主要因素有：坡顶，行车基坑边坡太陡开挖深度过大土体遇水自重增加地下水的渗流产生水压力；土体竖向裂缝积水产生侧向静水压力等。引起土体抗剪强度降低的主要因素有：土质本身较差土体被水浸润泡软受气候影响和风化作用使土质松软开裂饱和的细砂和粉砂因受振动而液化等。土坡稳定分析常用的方法有极限平衡法、滑移线场法、极限分析法等。当滑移面为简单平面时，静力平衡计算可采用解析法计算，著名的库伦公式就是一例。当滑移面为一圆弧、对数螺线、折线或任意曲线时，通常采用条分法条分法计算简单，根据假设条件与应用的方程不同，条分法分为非严格条分法与严格条分法。非严格条分法由于假定不同而形成各种方法，有瑞典法、简化Bishop法、简化Janbu法、罗厄法、Sarmar(Ⅰ)、不平衡推力法（传递系数法）。其中不平衡推力法是工程技术人员从大量的实践经验中总结出一种适用的滑坡稳定分析方法，该方法不仅计算简单，而且能够为滑坡治理提供设计推力，因此在交通、水利等工程中得到了广泛应用。其计算公式如： =+-- ） =- 式中：、第i和i-1滑块剩余下滑力（kN/m）；稳定系数；第i滑块的自重力（kN/m）;、第i和第i-1滑块对应滑面的倾角（°）；第i滑块滑面内摩擦角（°）；第i滑块滑面岩土粘聚力（kN/m）；第i滑块滑面长度（m）;传递系数。当滑坡体最后一个条块的剩余下滑力小于或等于0时，滑坡稳定；大于0时，滑坡不稳定。此值可作为设计支挡工程结构所承受的推力土质边坡的土质边坡的防护青郑高速是武汉市7条快速出城公路之一,是连通江夏与咸宁的出城道路。K7+700分离式立交桥位于武汉市青菱至郑店快速出口高速公路测设中心。该分离式立交桥为跨乡间简易路而设属剥蚀垄岗地貌，地形略有起伏，桥两侧多为种植地。桥区岩土层在勘探深度范围内，主要由第四系全新统填土层，第四系上更新统冲、洪积层，第四系残积层，及下伏志留系（k）风化灰岩组成。自今年6～7月间受强降雨影响，该处土壤含水量增高，土质疏松，发生滑塌现象。剩余下滑力计算 根据式（1）和（2）计算剩余下滑力见表： 表剩余下滑力计算（安全系数=1.2）块段 面积S （m） 重度 （kN） 滑动面倾角 抗剪强度 下滑力 阻滑力 传递系数 剩余下滑力 C(kPa) 1 1.40 19 69.339 0 16 24.803 2.682 22.121 2 3.648 19 59.498 0 16 81.519 11.173 70.346 3 8.151 19 49.453 0 16 186.952 32.388 154.564 4 8.151 19 39.084 0 16 249.682 42.448 207.233 5 6.263 19 30.672 0 16 266.172 38.265 227.906 6 5.218 19 23.507 0 16 265.668 34.218 231.450 7 4.2156 19 16.715 0 16 250.551 27.639 222.911 3.2.2 抗滑挡土墙尺寸拟定 图1 挡土墙截面设计 基本参数计算 根据的结果，下滑力大小为222.911kN，方向与水平成17°夹角，作用点在位于墙后滑坡体1/2高位置。土压力计算中，墙前被动土压力采用土压力理论计算；墙后主动土压力按库伦土压力理论计算，然后与滑坡推力比较，取大者进行计算。 挡墙重量 断面面积 S=8.12216m2 G=8.1221623=186.80968kN 前趾填土重量 =0.5（1+1.14）190.7=14.231kN 后趾填土重量 =2.70.819=4