公路工程岩土边坡稳定性研究

公路工程岩土边坡稳定性研究

马龙生

新疆路桥桥梁工程建设有限责任公司   新疆乌鲁木齐市 830000

摘要：公路工程岩土边坡稳定性是公路工程中一个重要的问题。为了研究边坡的稳定性，需要了解公路工程项目的基本情况，包括地质条件、边坡的高度和坡度等。在此基础上，可以绘制公路工程岩土边坡的简图，以便更好地理解边坡的结构。接下来，可以构建公路工程岩土边坡的剖面结构模型。这个模型可以反映边坡的层次结构，包括土壤和岩石的分布、边坡的坡度和坡高等。通过建立模型，可以更好地理解边坡的形态和结构。

关键词：公路工程；岩土；边坡稳定性

1公路工程岩土边坡基本情况

为掌握工程的岩土边坡的稳定性，开展研究前，对工程项目的基本情况进行分析，相关内容如表1所示。

2试验设备

为确保试验结果的真实性与可靠性，按照表2，准备此次试验的设备。为掌握岩土边坡土体的物理性质，选用渗透仪、自动应变控制式三轴仪在现场进行公路工程岩土边坡勘察，仪器参数如表2、表3所示。将采集的岩土边坡土样使用渗透仪进行分析，初步掌握土体中的含水量、渗透性与压实度。在此基础上，使用自动应变控制式三轴仪，测定边坡土体的内摩擦角和粘聚力，将得到的数值作为检验边坡土体抗剪强度的指标。

3边坡失稳滑动模型构建

在建立边坡失稳滑动模型之前，首先需要根据岩土边坡的分级方法，建立公路工程岩土边坡剖面结构模型。根据边坡的地质条件、坡度、坡高等因素，可以将边坡分为不同的层次，并确定每个层次的岩土类型和厚度。建立岩土边坡剖面结构模型后，可以根据边坡岩土的下滑趋势与滑动方式，建立三种不同情况下的边坡失稳滑动模型。具体的建模步骤如下：（1）静力平衡法建模。根据边坡的几何形状和岩土性质，采用静力平衡法建立边坡的稳定模型。根据不同的边坡形状和坡度，可以确定边坡的自重、支撑力和滑动力等参数，并进行力的平衡计算。（2）极限平衡法建模。在静力平衡法的基础上，考虑到土体的强度特性，采用极限平衡法建立边坡的稳定模型。根据土体的抗剪强度和摩擦特性，计算边坡的抗滑稳定系数，并判断边坡是否稳定。（3）数值模拟法建模。根据边坡的地质条件和力学性质，采用数值模拟方法建立边坡的失稳滑动模型。通过有限元或边界元等数值分析方法，模拟边坡在不同荷载作用下的变形和滑动情况，预测边坡的失稳趋势。在建立边坡失稳滑动模型时，需要收集并测定一些参数，如土体的重度、抗剪强度、摩擦角等。这些参数可以通过在公路工程岩土边坡现场进行采样和实验室测试获得。采样时应选择代表性的土样，并进行颜色、密度、含水量、颗粒分析、抗剪强度等测试，以获取与边坡岩土性质相关的参数。建立边坡失稳滑动模型后，可以通过模型分析边坡的稳定性，评估边坡的安全性，并提出相应的加固措施和管理建议，以确保公路工程岩土边坡的稳定和安全。

4边坡稳定性计算

4.1边坡滑动的力学参数

在雨季，边坡的失稳形式多发生在坡体构造呈节理面发育的情况下。当公路工程进行岩土边坡开挖时，会切断边坡的软弱结构面，导致边坡上的不稳定体沿着软弱结构面发生一定的平面滑动行为。此时，可以通过计算公式来确定滑坡段的向下滑动作用力。具体来说，根据边坡的几何形状和岩土性质，可以使用力学原理和公式计算边坡滑动的力学参数。常用的计算公式包括：（1）边坡重力作用力的计算公式。边坡重力作用力是指边坡自身的重力对滑坡段的作用力。可以通过边坡的自重、坡度和坡高来计算。公式为：边坡重力作用力=边坡自重×sin（坡度）×坡高。（2）滑坡段的弯矩计算公式。滑坡段的弯矩是指滑坡段在滑动过程中产生的弯曲作用。可以通过滑坡段的长度、滑动距离和滑动面的位置来计算。公式为：滑坡段弯矩=滑坡段长度×滑动距离×滑动面到滑坡顶部的距离。（3）滑坡段的剪力计算公式。滑坡段的剪力是指滑动面上的剪切力。可以通过滑动面的剪切强度和滑坡段的长度来计算。公式为：滑坡段剪力=滑动面的剪切强度×滑坡段长度。通过以上计算公式，可以得到滑坡段的向下滑动作用力。根据滑动作用力的大小，可以评估边坡的稳定性，并采取相应的加固措施来确保公路工程岩土边坡的安全。需要注意的是，计算公式的具体参数需要根据实际情况进行调整和修正，以得到更准确的结果。

4.2滑坡段的向下滑动作用力

在岩土边坡前缘结构较为薄弱的情况下，土质本身具有容易剪断的特点。当土质受到陡倾节理的影响时，坡体会发生滑动，但该滑动过程只受到拉力的作用，不承受结构层的剪力。在这种情况下，可以通过公式计算出滑坡段的向下滑动作用力。具体而言，可以使用以下公式来计算滑坡段的向下滑动作用力：

向下滑动作用力=滑动面的剪切强度×滑动面的面积

其中，滑动面的剪切强度可以通过实地调查和实验室测试来确定。滑动面的面积可以根据滑动面的几何形状和尺寸进行计算。通过计算滑坡段的向下滑动作用力，我们可以评估边坡的稳定性，并采取相应的加固措施来确保岩土边坡的安全。需要注意的是，计算公式的具体参数需要根据实际情况进行调整和修正，以得到更准确的结果。同时，对于岩土边坡的稳定性评估和加固设计，还需要考虑其他因素，如地下水位、坡体重力等，以综合分析边坡的稳定性。

5试验结果与讨论

5.1试验结果

按照上述内容，统计本文研究的公路工程1～12级边坡稳定性安全系数，将其作为试验结果，如图所示。

5.2结果讨论与分析

根据上述所示的内容可以看出，本次研究的公路工程项目共有12级，其中边坡1、2、11、12级的稳定性安全系数计算后<1.15，3～6级的稳定性安全系数在1.15～1.25范围内，7～10级的稳定性安全系数>1.25。根据上述结果可知，公路工程岩土边坡中间段的稳定性最强，靠近高速公路段和上部区段存在失稳风险。对出现此种现象的原因展开分析，发现岩土边坡上部出现失稳的原因是上层结构受到水平与竖向地震动峰值的影响、而下层结构受到公路车辆的负荷影响，容易出现滑坡。综合上述分析可知，本文设计的方法可以实现对边坡稳定性的分析，通过此种方式，掌握边坡上容易出现滑坡的位置，以便于工程方及时根据工程需求，进行边坡的加固与稳定施工。

6结语

公路工程施工后会受到多种因素的影响，出现岩土边坡失稳的现象，在坡体形成后，由于自然环境和人类活动等因素的作用，会导致坡体稳定性降低，最终导致崩塌、滑坡等安全事故。例如，岩土边坡的稳定性受地质结构的影响较大。当岩体中有非连续结构面时，将会使岩体分解为多个较小的岩块，降低岩体的强度；同时，非连续结构面还会引起各结构面间的相互滑动，从而降低边坡的稳定性。为进一步掌握岩土工程的失稳机理，本文以某公路工程项目为例，对其岩土边坡的稳定性分展研究。通过本次研究，明确了边坡上容易出现滑坡的位置，以便于工程方及时根据工程需求，进行边坡的加固与稳定施工。

参考文献

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