不同地质边坡稳定性分析及治理措施研究张金秋

不同地质边坡稳定性分析及治理措施研究张金秋

张金秋

大连九成测绘信息有限公司辽宁庄河116400

摘要：在工程项目投资建设过程中，边坡稳定性对于整个工程项目有着非常重要的影响。在实际投资建设过程中，必须要给予其高度重视。这样能够有效地加强其实践效果，不断提升整个地质工程项目的施工效率。本文总结了对边坡的稳定性，介绍了边坡稳定性分析的方法，提出了治理边坡失稳的相关措施。

关键词：边坡稳定性；分析方法；治理措施

前言

在对地质边坡稳定性分析过程中，我们需要准确地识别地质构造情况，对影响边坡稳定性的地质构造特点和差异进行科学分析，能够准确的获取相关的参数值，建立完善的数据图表和数值模型，尽可能降低不确定因素的影响力，在实践活动开展过程中通过利用各种不同的技术方式来强化边坡稳定性，更好的提升整个工程项目的建设质量。

1边坡稳定性分析方法

对边坡稳定性的研究分析方法一直在不断发展完善，下面在现有的多种分析方法中选取集中普遍的方法加以叙述：

1.1极限平衡法

极限平衡分析方法的基本思路是：假设岩土破坏是由于滑体的滑动引起的，滑动面可以是规则平面，圆弧面或其他不规则的面。在分析过程中，可以通过分析由滑动面滑动引起的隔离体的静力平衡来确定故障负荷。当确定负载时，隔离器可以分为多个垂直土杆，简化为便于计算每个小土壤杆的静力平衡，并获得相应的滑动破坏荷载。通过计算滑动的最小荷载，可以分析最危险的滑动面。因此，可以采取相关措施，防止最危险的滑动面稳定性失衡。

1.2随即搜索法

通常把随机搜索分成随机修改法以及随机产生法这两种。①随机修改法：通过对已有的最优化的解进行微小的随机修改，将新滑动面与原滑动面作比较，从而优中择优，在两者中找到相对较优的解答，在基于这个最优化解进行搜索，知道满足相对应的收敛标准。②随机产生法：通过分析计算机随机产生的假设滑动面，将分析结果进行安全系数的计算及相互比较，将比较出的安全系数最小的滑动面作为临界滑动面。将两者相比，在搜索效率方面，随机修改的方法要比随机产生的方法要高。

1.3可靠性法

可靠性法在目前对边坡稳定性分析中的不确定性法中最为普遍。可靠性方法在边坡工程的经济方面和优化解决方案的选择上具有很大的意义，它是基于对边坡的土地性质、工程地质条件以及相关的计算模型等不确定认识，再结合边坡的实际情况，利用概率分析法以及通过可靠度尺度来分析边坡工程系统的实际质量。可靠性法减少了经济风险，优化了解决策略。

1.4有限元法

有限元法在如今边坡稳定性分析中地位举足轻重。其应用已经由弹性学平面问题扩展到空间问题，由静力平衡问题扩张到稳定性问题及动力问题等。同时在研究对象方面也扩展到塑性、粘塑性、粘弹塑性等方面。有限元的优点是充分考虑不同边坡土地条件的不均质、不连续性的特点，分析出土体的应变大小及应力分布，从而可以避免将滑体视为刚体这样过于简化的缺陷。有限元法的基本思想是：用一个简化的问题来替代复杂的问题，然后来分析问题并求得解。下面介绍有限元求解程序的步骤：

1.4.1结构离散化

对整个结构进行离散化，将其分割成若干个单元，单元间彼此通过节点相连。

1.4.2求出各单元的刚度矩阵[K](e)

[K](e)是由单元节点位移量{Φ}(e)求单元节点力向量{F}(e)的转移矩阵，其关系式为:{F}(e)=[K](e){Φ}(e)。

1.4.3集成总体刚度矩阵[K]并写出总体平衡方程

总体刚度矩阵[K]是由整体节点位移向量{Φ}求整体节点力向量的转移矩阵，其关系式为{F}=[K]{Φ}，此即为总体平衡方程。

1.4.4引入支撑条件，求出各节点的位移

节点的支撑条件有两种：一种是节点n沿某个方向的位移为零，另一种是节点n沿某个方向的位移为一给定值。

1.4.5求出各单元内的应力和应变。

2边坡稳定性治理措施

在边坡稳定性分析研究过程中，我们需要针对存在的边坡稳定性方面的问题加以正确认识，能够对其工作现状和基本特点进行科学分析，综合技术等方面的因素给予正确的研究，从而明确工作中的重点和难点，在日后的治理工作开展过程中能够根据基础条件不断加强和完善，使得边坡稳定性治理工作科学有效的开展。

2.1改变边坡形状

在边坡稳定性加固发展过程中，要想保证边坡稳定性的坚固和有效，可以通过人为的改变边坡形状来加以巩固和完善，这样可以实现对边坡稳定性的有效治理和综合加固。从而达到施工技术要求和施工质量标准。在实践操作过程中，对边坡脚进行科学处理，通过将边坡稳定性和角度进行有效测量和操作，可以使得其进一步达到处理需要，同时也可以根据边坡内部的应力状态进行全面改善。在实践工作开展过程中可对边坡内部应力状态进行改变，进一步达到稳定和改善的效果。同时水压的作用也可能会对边坡的稳定性产生不利的影响，因此在实践工作开展过程中还需要通过相关的手段和方式来加以改善和处理，从而有效降低地下水所产生的压力大小，使得整个边坡的稳定性降到最低。黏性土边坡是工程建设中常见的边坡类型，开挖不当或支挡措施不当，易引起边坡失稳，场区黏性土分布范围较大、厚度偏大时，受降雨入渗等外界作用影响，易发生滑坡，对路基等结构产生严重破坏。以黏性土质边坡为例进行计算分析。

2.2人工处理技术方式

在对边坡内部岩土结构进行加固处理过程中，通常情况下都是选择在外部结构中加固处理，利用外加的支档技术或者是锚喷技术等进行加固处理，这样通过一系列的操作后，就可以达到既定的处理标准，进一步保证边坡的稳定和安全。

以砂土质边坡为例，在工程施工建设过程中，通过对砂土质进行改良，可以提高砂土结构的力学性质，改良后的砂土结构和边坡稳定性就会明显增大，在对其力学参数值大小进行分析研究后，就可以对其坡度大小进行科学确认，这样就能够通过改进沙土的位移大小，来实现对边坡整体的位移调整。在改变砂土结构的过程中，还可以适当加入锚杆，这样可以保证土体横向位移的影响减小，保证了整个工程项目的边坡稳定性。

二元结构边坡，特别是斜坡较大时，上覆土层下层硬岩层有可能下降，通常对上覆土层进行削坡开挖，必要时进行锚固处理，锚固段置于下层稳定岩层。岩质类边坡失稳的主要方式如下：沿岩体内既有结构面发生滑移、岩体节理发育切割强烈时发生楔形体破坏、岩体沿顺层节理发生破坏、构造发育地段岩体差异性引起的边坡失稳等，通常需要对边坡进行削坡处理，同时针对不同的破坏组合形式，采取诸如坡脚设置挡墙、边坡锚固等措施。

不同岩土体结构、不同的地质环境下，边坡发生破坏的方式不尽相同，在掌握边坡区地质情况的基础上，通过进行模型分析，得出边坡发生破坏的方式，从而制定针对性较强的处置措施，是防止边坡发生失稳破坏的主要思路。

3结语

综上所述，根据对当前施工项目中边坡稳定性的主要分析手段和治理措施等进行综合性的研究，从实践的角度出发，对施工过程中应当重点加强的部位和应当重点予以改进的部位进行细致的分析，在为今后工作的全面发展奠定坚实基础。同时，还可以实现对工作的全面发展，进而使得建筑工作可以迈向全新的局面，使得施工项目的经济效益可以实现飞速的增长，为广大施工企业带来更加客观的经济利润。

参考文献：

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[2]李桂贤，高填方边坡的稳定性分析与治理措施研究[D].西安建筑科技大学.2012（8）．

[3]宋桂龙，裴大伟，孟强，乔领新，韩烈保.边坡分类体系及其与稳定性关系探讨[A].全国公路生态绿化理论与技术研讨会论文集[C].2009：163-164.