拦石挡墙稳定性与填土强度关系

摘要: 本文以某滑坡工程为例，在已有的抗倾覆稳定以及抗滑移稳定计算方法的基础之上，以抗剪强度值不同的36组土体充当填土，以便能够找出填土强度与拦石挡墙稳定性之间的关系。通过对计算数据分析后得出，拦石挡墙的稳定性与填土内聚力有关，填土的抗倾覆以及抗滑移能力受内摩擦角影响较大。

关键词：拦石挡墙；稳定性；填土强度

1 前言

对于坡度较陡的岩质边坡，一般采用拦石挡墙作为防护措施，它与墙上拦石栅栏以及石土堤协同工作阻挡下落的危岩体，避免因危岩体掉落而对周围人员和建筑物造成损伤，以及堵塞坡下的道路。过去常用的刚性拦石结构是由拦势堤、拦石栅栏、刚性拦石挡墙、落石槽等组成的被动防护系统，它所用的施工材料在周围一般均可找到，而且施工中开挖出来的土石等都可用在防护工程中；应用最多的是石砌挡土墙，它可以依靠自身的重力优势来保持自身的稳定性，进而有效的抵御岩块掉落所产生的冲击力，而且可以保证土堤的稳定。在进行刚性挡土墙设计时，需要重点关心的问题就是确保墙体的稳定，而墙后填土自身的性能对其也有一定的影响。为此，本文以某滑坡工程为例，探讨墙后填土力学性能对墙体稳定性的影响。

2 工程实例分析

2.1 滑坡工程介绍

某滑坡工程的斜坡呈南北向分布，滑坡的主要滑动方向长度为50m、宽度为160m、角度为95°，滑坡方向土层平均厚度为6m，体积总计为3670m3，在滑坡规模上属于小型滑坡。该滑坡的前缘高程为635m，处于基岩的凸面上；滑坡的后缘高程为665m，位于横向的裂缝上，滑坡后缘与前缘之间的高程差为30m。该滑坡的下部比较陡峭、上部较为平缓，滑坡的坡度位于29°～50°之间，前缘滑坡的坡度大约为44°。该滑坡的中部有土体出现滑动，使得一些土体在下部陡坡处产生堆积，有体积大约为4m3石块掉落，其距离最近的建筑物不到30m，而两侧岩体因松散堆积而形成不稳定堆积体。为了避免危岩体可能对周围人和建筑造成的损害，在滑坡高程为507m处设置了拦石挡墙，墙体的总长度为214m，墙体的第一段从南侧边界一直到堆积体处，长度为113m；墙体的第二段从堆积体处一直到北侧边界，长度为101m。在修建的拦石挡土墙后，沿着长度方向设置加筋土堤，而且在沿着修建的土堤处形成长度为214m 的落石槽。所修建的拦石挡墙为直立式墙背，使用浆砌石砌筑而成的重力式挡土墙。

2.2 稳定性计算

为了能够研究拦石挡墙后土堤的填土对于拦石挡墙整体稳定性的影响，并且方便确定所用材料，选用两组内摩擦角以及内聚力不同的值进行组合分析研究，进而确定拦石挡墙的抗滑移以及抗倾覆的安全系数值。本例使用计算软件为理正软件，计算过程中将危岩体掉落过程中产生的冲击力按照对拦石挡墙作用的集中荷载计算，按照规范中的公式确定各种作用力组合以后对墙体产生的冲击力。

2.3 结果分析

通过计算分析后得出拦石挡墙后填土抗剪强度变化对抗滑移安全系数的影响。随着内聚力的增大，抗倾覆以及抗滑移的安全系数都相应的增大，在内聚力从0kpa增大到2kpa，抗滑移和抗倾覆的安全系数增加的幅度最大；在内聚力从2kpa增大到10kpa，填土的内聚力与抗滑移以及抗倾覆的安全系数之间变化关系呈线性变化。

随着内摩擦角的增大，抗倾覆以及抗滑移的安全系数也呈线性增长，但其变化的幅度要小于内聚力的变化幅度。拦石挡墙后填土的抗倾覆安全系数，随着内聚力增大而按照0.1的幅度增长，而随着内摩擦角的增大而按照0.031的幅度增长；拦石挡墙后填土的抗滑移安全系数，随着内聚力的增大而按照0.1的幅度增长，而随着内摩擦角的增加而按照0.041的幅度增长。填土的稳定性对于内摩擦角的敏感性要小于对内聚力的敏感性。

3 结语

⑴当填土内聚力增大时，拦石挡墙后的填土的安全系数也随之增大，这说明填土的抗倾覆以及抗滑移能力随着内聚力增大而有所提高；所以，拦石挡墙后的填土应当使用有较大内摩擦角，而且也有一定内聚力的土。

⑵当填土的内摩擦角和内聚力增大时，拦石挡墙后的填土的抗滑移以及抗倾覆安全系数呈现线性增大，但是内聚力的增大幅度要明显大于内摩擦角的增大幅度，这说明填土的稳定性对于内摩擦角的敏感性要小于对内聚力的敏感性。