地震边坡稳定性的工程地质探究

【摘 要】在人们日益注重生命财产安全的今天，做好地震边坡稳定性的研究对保护人民生命财产安全具有重大的意义。本文针对通过对地震边坡稳定性的工程地质进行探究，从而总结出有效的措施来预防和减少地震带来的灾害。

【关键词】地震；边坡稳定性；工程地质；探究

引言

边坡研究的核心问题是边坡稳定性， 由于我国地质条件复杂，并且在这方面的科学技术水平不太完善，所以做好地震边坡稳定性的工程地质探究对预防其发生具有重大意义，特别对于地质条件复杂的岩质高边坡工程要进行地质定性分析更有其特殊价值，边坡稳定性研究的重要方面就是地震边坡稳定性研究，同时也是岩土工程和地震工程中关心的重要问题之一 。

1 边坡稳定性工程地质探究

1.1 边坡变形破坏的基本类型

边坡破坏的类型有很多类型，除了常见的是崩塌和滑坡外还有松弛张裂、倾倒、溃屈、蠕动变形等类型。松弛张裂（边坡卸荷裂隙）是边坡的侧向应力削弱后，由于卸荷回弹而在斜坡上出现张裂的现象，随着河谷的进一步深切，则卸荷裂隙向深部发展，还可以产生与坡面大角度相交；崩塌是陡坡地段，边坡上部的岩体受陡倾裂隙切割，在重力作用下，突然以高速脱离母岩，翻滚坠落的急剧变形破坏现象；蠕动变形是指边坡岩体在以自重应力为主的坡体应力作用的一种长期缓慢的变形；滑坡是边坡上的一部分岩土体以一定的加速度沿某一滑移面发生剪切滑动的现象。在边坡破坏中，滑破是最常见，危害最严重的一类，或近于垂直的剪切裂隙，卸荷裂隙由坡面向深部有时呈多层发育，在边坡形成松弛张裂——卸荷裂隙带。

1.2 影响边坡稳定性的因素

（1）地貌条件的影响

深切峡谷地区，陡峭的岸破是容易发生边坡变形破坏的地形地貌条件。坡度越陡，坡高越大，对边坡稳定越不利。一般崩塌现象均发生于坡度大于60度的陡坡上，而滑坡现象虽在陡坡地形发育较多，但在较缓的边坡上也可发生，这主要取决于滑动面的性质。

（2）地层岩性的影响

边坡稳定的主要因素就是地层岩性的差异是影响，深成侵入岩、厚层坚硬的沉积岩以及片麻岩、石英岩等构成的边坡，一般稳定性较高；喷出岩边坡，如：玄武岩、凝灰岩、安山岩、火山角砾岩等，其原生节理（尤其是柱状节理发育时，容易形成直立坡而产生崩塌；含有黏土质页岩、泥岩、煤层、泥灰岩、石膏等夹层的沉积岩边坡，最易产生顺层滑动，或因深层蠕动而造成崩塌；千枚岩、板岩及片岩，软弱易风化，容易出现蠕动现象；黄土具有垂直节理、疏松透水，浸水后容易崩解湿陷。

（3）地质构造与岩体结构的影响

地质构造影响褶皱构造背斜和向斜、断裂构造断层和节理、新构造运动以及岩层产状；结构面的产状和岩体结构类型对边坡稳定有很大的影响。

（4）地震作用、工程荷载的以及其它因素的影响

一般情况先地震和工程荷载也对地震边坡稳定性造成影响，同时在风化作用、暴雨、水流冲刷边坡、人工挖掘、采空、振动（地震）等，都可构成促使边坡失稳破坏的因素。

2 边坡稳定性验算方法

分为力学验算法和工程地质法两大类。力学验算法又叫极限平衡法。根据滑动面形状的不同又分为直线法、圆弧法和折线法。

2.1 边坡稳定性力学验算法

边坡稳定性力学验算法包括直线法和圆弧法，以下为两种计算方法的具体介绍：

直线法基本假定滑动土体是作整体滑动，滑动体是刚体；极限平衡状态只是在破裂面上达到；不考虑内应力作用。其适用于松散土体（砂、砾、石等）填筑的路堤、多坡滑坍时的力学验算，验算的方法是假设滑动面通过坡脚或变坡点，计算填土沿滑动面下滑的稳定系数K。

下滑力 T=Qsinα

抗滑力 R= Qcos αtanφ +CL

K=R/T K=（ Qcos αtanφ +CL ）/ Qsinα

说明：当K > 1 稳定

当 K = 1 极限状态

当K < 1 不稳定

当 C=O 天然休止角

由于各种方法均有一些概况的假定，土工实验数据也有一定的局限性，以及施工上，气候条件等因素影响，所以K一般取用1.25-1.5 。

圆弧法又分为瑞典法及简化法。最常见的是条分法。这种方法适用于粘土填筑的路基边坡，滑动时滑动面近似为曲面，为简化计算，通常假定为一圆弧状，滑动面一般通过坡脚，有时也可能通过变坡点。

3 防治边坡变形破坏的工程措施

3.1 熟悉边坡变形破坏的防治原则

首先要想有效预防边坡变形的破坏就要掌握其原则，因此要求工作人员做好详细的调查和分析计算后，才能制定出切合实际的防治设计方案，失稳边坡的防治采取以防为主，综合治理，及时处理的原则。对大型复杂的、稳定性差、治理难度大的边坡，一般都采取使工程绕避的原则。对于正在滑动或可能复活的大型边坡、崩塌和松散体等，首先采取有效措施消除或防止控制边坡变形破坏的主要因素，然后再针对各种次要因素，修建各种治理工程和辅助措施。对于因水库蓄水或其他工程因素（如开挖坡脚、爆破、表层剥土等）的影响，有可能使边坡稳定性恶化的边坡，应预先采取措施，及时治理，以防工程边坡的失稳。

3.2 改善边坡岩土体的力学强度

提高边坡的抗滑力，减小滑动力以改善边坡岩土体的力学强度，一般采用削坡减载 用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减开；稳定岩土体的高度，而阻滑部分岩土体不应削减，此法若不总是最经济，最有效的措施，要在施工前作经济技术比较。

3.3 做好边坡人工加固

做好边坡人工加固的措施有，修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体；抗滑桩作为阻滑支撑工程；钢筋混凝土锚杆或预应力锚杆或锚索，适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡。此法是在拟固定的岩体上钻孔直达下部稳定基岩的一定深度，在孔内插锚杆，并浇水泥砂浆固定，孔口以螺栓固定；固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体酌强度；用预裂爆破，减震爆破等控制爆破技术防止岩土体强度的削弱。

3.4 消除和减轻地表水和地下水的危害

边坡变形破坏的发生和发展，常与水的作用有密切的关系。消除和减轻水对边坡的危害作用，其目的是：降低孔隙水压力和动水压力，防止岩土体的软化及溶蚀分解，消除或减小水的冲刷或浪击作用。可以采取以下措施来进行防治：

（1）水平钻孔疏干：采用此法效果更为显著、施工简便、经挤和适应性强，从坡面打近于水平或仰斜的钻孔或孔群，利用重力作用把地下水引出。

（2）垂直孔排水：借助于穿透上部含水层和隔水层的垂直钻孔，将地下水转移到下伏强透水岩层，以降低上部岩层中的地下水位。

（3）巷道疏干 用于拦截和疏导深层地下水，是大型边坡有效的疏干方法。

4 结束语

综上所述，不稳定的天然斜坡和设计坡角过大的人工边坡，在岩、土体重力，水压力，振动力以及其他外力作用下，常发生滑动或崩塌破坏。大规模的边坡岩、土体破坏能引起交通中断，建筑物倒塌，江河堵塞，水库淤填，给人民生命财产带来巨大损失。只有仔细研究边坡稳定性，才可以有效的预测边坡失稳的破坏时间、规模，以及危害程度，事先采取防治措施，减轻地质灾害，使人工边坡的设计达到安全、经济的目的。

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