黄土地区典型边坡变形模式及稳定性分析

【摘要】本文主要根据陕西省延安市一典型黄土边坡实例，结合延安市地质概况及气象水文条件，对黄土地区这一类典型黄土边坡变形模式及变形因素进行分析，并对开挖边坡导致整个坡体稳定性变化，以及斜坡稳定性进行计算和分析，得出一些工程措施和后期防护建议。

【关键词】边坡；变形模式；稳定性；防护建议

0 前言

延安市位于陕北黄土高原中部，特殊的地形地貌（三山（清凉山、宝塔山和凤凰山）夹两川（延河和南川河））条件、脆弱的地质环境和人类工程活动的加剧，导致市区多处斜坡地段失稳。研究区边坡为一典型岩土结合边坡，边坡由于前缘开挖造成巨大临空面。

1 边坡变形模式分析

按照边坡受力情况可分为牵引式和推移式破坏。牵引式其变形特征表现为土体向临空方向的剪切蠕动，坡体上产生自地表向深部的拉裂，进一步明显变形产生贯通良好的拉裂缝，然后剪切进一步贯通，地表裂缝增多，伴有局部崩滑、掉块产生，最终滑动面产生坍塌。重力推移式滑坡，其变形特征表现为土体向临空方向迅速剪切滑动，剪切面已有软弱结构面控制，其变形是由深部潜在剪切面逐步向地表发展，坡体后缘与剪出口位于地形变化转折部位。该类边坡属推移―牵引式工程性危险边坡。

2影响坡体变形的因素

边坡的破坏机理是由各种因素综合来确定的，其中内因方面的地质因素包括：地形地貌因素、岩土体的性质因素、构造因素、水文地质因素等，外因方面：坡体人类工程活动、降雨侵蚀作用。

（1）地形地貌因素

边坡为岩土结合边坡，坡体较陡。在长期的重力，降雨，人类工程活动影响下，稳定性将受到影响。

（2）岩土体因素

坡体地层上部为黄土，下部为中风化砂岩。在岩土接触面，为厚约1.0m的强风化破碎带。岩土接触面倾向为顺坡向，倾角约30°，受雨水影响可能发生滑动现象。

（3）水文地质因素

地表水可以改变斜坡的外形，渗入坡体土层中后，增大坡体的下滑力，降低土体抗剪强度。

（4）坡脚施工开挖

坡脚施工易造成边坡基岩出露形成较大的临空面。外界条件干扰下，边坡将有可能发生破坏。

3边坡稳定性分析

该类型边坡坡计算稳定性采用瑞典条分法进行计算。我们对其将来的滑动破坏模型可确定为均质土体中的圆弧状破坏，其滑动面是通过搜索其最危险滑动面来确定。

边坡稳定性计算成果表

边坡在天然工况下处于欠稳定状态，饱和工况下基本处于不稳定状态，边坡较在暴雨或者连阴雨情况下发生整体破坏的可能性较大。

4边坡上部滑坡区稳定性分析

结合对研究区的勘查资料，以及室内取样测试工作，特别是滑带土土样样室内土工试验结果，并结合地区经验值，对上部滑坡区滑带土建议C、Φ值选取如下：

滑坡区稳定性计算模型展示：

9-9，剖面稳定性计算条块模型 10-10，剖面稳定性计算条块模型

滑坡坡稳定性计算成果表

5边坡发展变化趋势

边坡当其力学指标达到一定程度时，坡体局部会发生垮塌等。该边坡前缘由于开挖形成临空面，岩土分界明显，在雨水等因素作用下，局部变形明显，坡体边缘出现裂缝。坡体局部产生滑塌，强降雨的作用下可能再次产生滑塌等破坏。

该边坡局部产生的拉张裂缝，利于雨水垂直渗透，所以，在天然自重状态下是基本稳定的；但是进入雨季，地表水入渗严重，坡体边缘土体向下垮塌，变形加剧，最终导致边坡局部失稳下滑。

6结论

边坡区建议使用锚索格构梁进行加固，并在坡体后缘处和坡脚部位设置截排水沟。滑坡区考虑重新设置支挡结构，配合在坡体上设置微型桩，后缘设置排水沟。

边坡防治工程必须做好坡体的防排水工程。坡体防护在坡顶后缘处和坡脚部位设置截排水沟和集流槽，防止水进入坡体，视情况进行护面处理。坡脚排水沟应与场地排水系统相通。使区域内水迅速排出，以免地表水或地下水大量聚集导致土体饱和，从而使得岩土体强度降低，引发坡体失稳的发生。

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作者简介：1.张鑫（1991―），男，陕西商洛人，长安大学地测学院2012级研究生。

2.段旭（1991―），男，陕西西安人，长安大学地测学院2013级研究生。