浅析市政工程道路边坡工程失稳影响因素与对策

浅析市政工程道路边坡工程失稳影响因素与对策

张小松

（四川浩荣鼎建筑工程有限公司）

摘要：边坡稳定性涉及到市政、土木、水利等工程领域，研究边坡工程失稳因素对市政工程的建设具有指导作用。本文浅析了边坡的稳定性分析方法、分析了边坡内在因素（边坡的产状、坡度、坡高）和外在因素（降雨、地震作用、风化作用）对边坡抗剪强度指标的影响。表明边坡失稳均是土体的抗剪强度指标下降，边坡的滑动力超过下滑力导致边坡失稳。浅谈了目前市政工程中对于边坡失稳处理方法，即采用截排水、减重、安全支护等措施，本文研究对于市政工程边坡防治具有一定实践指导意义。

关键词：边坡；失稳；稳定；强度

改革开放以来，我国市政工程基础设施建设如雨后春笋大力发展，例如污水处理、引水工程、城镇给排水、道路桥梁工程等大量涌现。工程建设的同时，出现了大量的边坡急需防治。边坡滑坡、崩塌易造成严重的山洪地质灾害，尤其是西南地区丘陵地段更是易发生点，对人民群众的生命财产安全造成威胁。边坡失稳根本原因大都是土体抗剪强度指标下降导致边坡滑动力超过抗滑力而失稳，故需要对其进行稳定性分析。传统的边坡研究方法主要是极限平衡法，但近些年随着边坡理论研究的深入、计算机仿真技术的提高，强度折减法也越来越多的应用到工程实际，为极限平衡法提供支撑。故研究边坡失稳因素、理论方法、防治加固措施对于市政工程建设与发展具有重要意义

[2-3]

[1]

cm=c/Fr（2.1）

ϕm=arctan（tanϕ/Fr）（2.2）

式中c和ϕ为土体的粘聚力与内摩擦角；cm和ϕm是土体折减后

的粘聚力与内摩擦角；Fr是强度折减系数。

2.边坡失稳机制

边坡的参数指标主要是粘聚力、内摩擦角、剪胀角、弹性模量、泊松比。影响边坡稳定性的抗剪强度指标主要是粘聚力和内摩擦角。边坡失稳主要是抗剪强度参数下降导致边坡发塑性变形，形成滑裂面，导致崩塌、滑坡等。一般通过土工试验获取土体强度指标，没有条件可以工程类比法获取合适的土体强度参数。

边坡失稳主要分为内因和外因。内因以边坡的几何尺寸、岩体内部结构、强度指标等为代表，外因以降雨、地震作用、风化作用、人工干预为代表。

2.1内在因素

边坡几何尺寸例如边坡的产状、坡度、坡高等。均质边坡或者非均质边坡均是坡度越大边坡易失稳，越高越容易失稳。影响最大的是边坡的岩体结构面特征（尤其是岩质边坡），结构面产状与边坡坡面λ的组合关系对边坡失稳影响都是非常重要的，其中坡面产状与结构面平行是最不利的。 国内外研究认为当反倾向的 岩层倾角小于30°时，岩体临空面自重下的弯矩最小，一般不易发生变形；岩层倾角大于30°时，弯矩作用下可能发生弯曲倾倒变形。

现有研究表明，边坡的安全系数随着粘聚力、内摩擦角的参数增大而增大，与边坡的弹性模量、泊松比关系不密切。在外界因素作用下，边坡容易发生塑性变形，形成塑性贯通区域，产生潜在滑裂带，发生崩塌、滑坡。弹性模量和泊松比对边坡的安全系数的影响较小，对于边坡的位移量影响大，一般而言弹性模量和泊松比（尤其是弹性模量）越大，位移量越小。故研究边坡稳定性时，采用土工试验获取参数比工程类比更精确。

2.2外在因素2.2.1 降雨作用

降雨、地震作用、风化作用均是通过降低土体抗剪强度指标导致边坡失稳。岩土体的力学性质受水的影响很大，当强降雨入渗，地下水富集程度的提高增大了边坡的下滑力，降低了边坡内部的软弱夹层和一些结构面的抗剪强度指标，使边坡内水压力增大，导致边坡滑动面的抗滑力减小。强降雨时，雨水渗透到土体内部，孔隙水压力增大，

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。本文将浅析边坡的理论研究方法、失稳因素，总结出当前市政工1.边坡分析方法1.1极限平衡法

极限平衡法是根据静力平衡原理分析边坡各种破坏模式下的受力

程中常用的加固措施。

状态，以边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。研究表明极限平衡法对边坡稳定性计算是合理的，并应用于市政、水利土木等诸多行业[4]。极限平衡法常用的有毕肖普（Bishop）法、费伦纽斯（Fellenius）法、泰勒（Taylor）法、简布（Janbu）法、摩根斯顿-普赖斯（Morgenstern-Price）法、斯潘塞（Spencer）法、萨尔玛（Sarma）法、楔形体法等。

极限平衡法在边坡分析中广泛应用，但也有一定的局限性。一是在迭代计算时会遇到计算不收敛的情况；二是滑动面是提前假设的，理论的滑动面与实际破滑动面有所差异；三是假设的条间力不能反映真实的土体之间的应力。故采用极限平衡法的安全系数来评价边坡的稳定性虽可靠，但也有一定的局限性[5-6]。

1.2强度折减法

随着土体本构模型研究深入，有限元软件的开发，采用强度折减法在有限元软件中实现越来越广。强度折减法最早由学者Zienkiewicz[7]提出，原理是通过公式（2.1）和（2.2）对土体材料抗剪强度参数进行折减，直到边坡抗剪强度指标达到临界点而发生破坏，此时发生破坏前的值就是边坡的安全系数。通过有限元模拟计算可以得出边坡的安全系数、潜在滑裂带、塑性变形等区域，对于稳定、绯闻的边坡研究均实用。常用的有限元软件有如FLAC3D、ANSYS、ABAQUS等，常用的本构模型有Mohr-Coulomb模型、Drucker-Prager模型等。强度折减法的计算表达式为：

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企业培训与管理创新

打造信息共享平台，针对项目特点建立数据库等，要保证随着项目的进展收集全面的信息，避免出现信息收集滞后于建设环节的情况。为了保证项目建设的合理性，需要在施工之前就对工程进行规划，对设计方案进行目标分解，精准组织施工过程，进行控制，然后配合对物资供应和资源调配信息的分析和汇总，提高全体成员对于项目信息的了解。在做好采购规划的同时，需要将上下游企业的生产情况纳入到整体规划中去，实现上下游企业与供应链的稳定衔接，根据合作企业的生产变动进行项目建设的协调和优化，尽量避免出现误工行为。供应链各参与方需要加强对信息的关注，包括焦点、程度、处理和转移方面的重视，强化信息作用的发挥，实现项目的质量和成本目标。

3.3优化业务流程

进行供应链管理的目标之一就是缩短项目的建设时间和降低成本，而实现这个目标需要对项目的业务流程进行优化，梳理成本环节，进行科学控制。项目组织需要从供应链出发，对项目重新规划，梳理每个环节的业务内容，寻找存在的不足之处，进行补充和完善，一边完善管理制度，一边补足业务环节出现的漏洞，保证项目建设流程的顺畅性。另外，项目组织还需要在此基础上，考虑科学降低建设成本，对流程进行简化和合并，去除不必要的环节，做好责任归纳工作，对于重复性或者关系比较密切的流程进行合并，突出重点流程管理，提升整体管理工作的效率。

3.4建立供应链管理观念

工程项目是以合同为基础的，满足了业主对于项目的要求，也能

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[2]周中兵.工程项目供应链管理模式探究[J].财政监督，2016，（07）：25.

[3]谭华亮.供应链管理思想在工程总承包项目中的应用研究[J].建筑建材与装饰，2018，（9）：141+80.

[4]陈茂林.基于区块链技术的工程项目供应链管理新模式研究[J].河南科技，2018，（22）：10-12.

保证自身利益。这项工作既涉及到企业之间的长远合作，也涉及到特定合作。而对于长远合作的界定，是考虑企业之间以及绩效高低来说的。对于具体的某个项目，需要考虑合作的长期性。但在供应链理念下，实现上述目标，要建立战略联盟，有一定的合作伙伴，并形成统一的价值观，认可该理念的实施。

结语

新时期，因为市场竞争的加剧，建筑领域的竞争形势越来越严峻，企业面临的发展压力很大。为了更好地应对市场经济发展形势，提出供应链管理模式，这样可以整合行业资源，实现优化配置和管理，推动建筑产业升级转型，对于企业竞争实力的提升有积极意义。所以工程项目需要搞清楚什么是供应链管理，了解其应用的意义，并建立额科学的应用措施。

参考文献：

[1]陈广荣.基于建筑供应链的工程项目和管理模式研究[J].住宅与房地产，2016，（10）：

（上接115页）

在渗透压力作用下，土体粘聚力和内摩擦角减小，逐渐在边坡中会形成连贯的渗流通道而发生变形，导致边坡失稳[8]；当地震时，在水平加速度和竖直加速度作用下，土体结构瞬间发生液化，抗剪强度指标下降，导致边坡失稳；风化作用主要针对于岩质边坡，在风化作用下边坡岩土体结构面增大，从而产生风化裂隙等次生结构面和次生粘土矿物，在强降雨、地下水入渗等作用下，抗剪强度降低，使岩土体脱落或沿边坡崩塌、堆积和滑移。

3.工程对策

边坡崩塌、滑坡时，需要采用工程措施对边坡进行处理。对于失稳边坡而言：一是截、排水，在边坡顶部设置截水沟和排水沟，阻止雨水入渗。二是减重，挖去边坡的滑坡体减小边坡滑动力，呈台阶开挖，并做截水沟、排水沟，阻止雨水进一步入渗。三是支护，根据工程实际情况，可以采用锚杆锚索、挡土墙、抗滑桩等支挡结构进行稳定支护。边坡防滑要做到环保、生态，一般可以采用框架植草、混凝土生态护坡、骨架植物防护等。

一般的边坡防护时，要求边坡本身是稳定的，一般可以采用植物防护、工程防护及骨架植物防护。防护工程只起到防止进一步风化、防止水的入渗、稳固表层土体的作用。若边坡发生失稳或者岑仔潜在滑裂带，则要采取工程措施，选取如抗滑桩、挡土墙、削坡及灌浆等工程措施进行加固。

结语

本文浅析了边坡理论分析方法，总结了边坡失稳的内在因素和外在因素，提出了工程措施。总之，影响边坡稳定性因素很多，各种因

素是各不相同，具体分析讨论不能一概而论，必须具体分析。对于本身稳定或者失稳的边坡，采取合理的工程措施和支挡结构，在水利工程建设中具有重要意义。本文研究得到以下结论：

1.极限平衡法常用于工程实践，强度折减法用于理论研究，二者均用于边坡稳定性分析。

2.边坡的内在因素和外在因素均是通过降低边坡的抗剪强度参数导致失稳。

3.边坡失稳通常先排水后挖掉滑坡体，再进行稳定支护。参考文献：

[1]张立；章邦爱.通青公.边坡失稳成因分析及治理研究.湖南交通科技 2009.02. [2]蒲红.新生港高边坡治理技术优化设计研究［D］. 重庆：重庆交通大学，2018（34）155-199.

[3]祁生文；伍法权等.地震边坡稳定性的工程地质分析.岩土工程学报.2004.16.[4]杨致远.成都膨胀土地区深基坑不同支护结构支护效果对比分析研究［D］. 四川：成都理工大学，2017，33（55）99-144.

[5]郑颖人，陈祖煜，王恭先等.边坡与滑坡工程治理[M].北京：人民交通出版社，2007.

[6]廖敏，魏海.基于M-C与D-P屈服准则及局部强度折减法的边坡稳定性分析［J］．价值工程，2017：82-83.

[7]Zienkiewicz O C，Humpheson C，Lewis R W.Associated and non-associated visco-pl asticity and plasticity in soil mechanics[J]. Geotechnique，1975，25（4）： 671-6.

[8]游国胜.试路路基边坡降雨型滑坡分析及整治措施[J].建筑与装饰，2019（31）：251-252.

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