李珂

【摘要】边坡稳定性受到多种因素的影响，其影响主要来自源于两个方面，一是内部因素，包括地质构造及岩土体结构、岩土性质及类型等；二是外部因素，主要包括新构造运动、水文气候、工程荷载、地貌因素、人为因素等。本文主要针对水文对边坡稳定性的影响做一些简单分析。

【关键词】边坡稳定性；水文；影响

引言

公路边坡指的是为保证路基稳定，在路基两侧做成的具有一定坡度的坡面。边坡稳定性受到多种因素的影响，其影响主要来自源于两个方面，一是内部因素，包括地质构造及岩土体结构、岩土性质及类型等；二是外部因素，主要包括新构造运动、水文气候、工程荷载、地貌因素、人为因素等。而水文对边坡稳定性的影响至关重要，调查发现，90%的边坡破坏是由于水的影响造成。而水文对边坡稳定性的影响又包括降雨的影响、地表水及地下水的影响。

一、水对边坡稳定的影响

（一）降雨对边坡稳定的影响

我们接触到的大部分公路的边坡破坏主要是发生在降雨的时候，特别是大暴雨的时候。突然而集聚的降雨会迅速改变边坡内部结构的稳定性，打破边坡内部的力学平衡，造成边坡发生垮塌、滑坡等等自然灾害。

（二）地表水对边坡稳定的影响

地表水主要是存在于地表的降水，存在于边坡的地表水多是因为降雨形成的短期流动水流，这些水流本身会渗透进入边坡的内部，改变边坡内部的构造，并且流动的水流对于边坡还具有冲刷的作用，会增加边坡的高度和坡面角度，影响边坡的稳定性。

（三）地下水对边坡稳定的影响

地下水是地表水流动渗透产生的，虽然大部分边坡的破坏都是发生在急降雨的时候，但是这并不是代表降雨是造成边坡破坏的直接原因。降雨本身对边坡的冲刷作用有限，其对边坡的破坏主要是因为急降雨导致地下水的迅速增加，从而改变了地下水的力学平衡，导致地下岩土体的内部张力迅速增加，边坡岩土内部摩擦力以及粘聚力降低，从而导致边坡内而外产生力矩，促使边坡滑塌，也就是垮塌和滑坡。

二、水与边坡岩土体的作用

（一）增加坡体岩土体含水量和容重

地表水和地下水是影响边坡稳定性的重要因素。地表水通过流动渗透转化为地下水这一过程中，会增加坡体岩土体的含水量及容重，从而导致坡体失稳。地下水在岩土孔隙中流动及存在改变了坡体岩土体的含水量和坡体整体的稳定性。正常情况下岩土具有一定的孔隙度，孔隙的含水饱和度（水占孔隙的体积与孔隙总体积的比值）是一定的，而降雨以及地表水的渗透作用会增加坡体岩土含水饱和度，饱和度的增加意味着岩土内部含水量的增加，自然这些孔隙含水饱和度的变化会改变岩土的容重。

（二）物理作用

水对坡体岩土的物理作用主要表现为润滑作用。通常情况下，坡体稳定性依赖于岩土之间的摩擦作用，在没有外力作用下，边坡岩土体内部力学平衡，坡体相对稳定。地表水及地下水的增加，不仅增加岩土重量，而且降低岩土内部摩擦力，增加润滑重用，使坡体沿层理及节理等软弱结构面发生滑动。而这些滑动又具有联动效应，总会牵一发而动全身，从而导致坡体大规模的滑动。

（三）化学作用

水对坡体稳定性的影响还表现在水的化学作用方面，水是化学反应的主要参与者，很多化学反应都离不开水。自然在岩土体内部也存在水参与的化学反应。水量增加会使水的溶蚀、潜蚀、溶解、水解等作用更加明显。而这些变化往往会变成坡体破坏的催化剂，加快坡体的物理作用进程，增加坡体破坏的程度。

（四）静水压力

不透水的边坡，会受静水压力的影响，充水的张裂隙将受裂隙水静压力的作用。在岩石内部存在诸多孔隙，而孔隙会存在含水饱和度，这些水流通过联通孔隙相互连接起来也具备相当大的压力。这些压力作为岩石内部的力学平衡的重要组成部分。岩石的内部存在的力主要是岩石的重力、孔隙水的重力、孔隙水的压力、岩石内部的摩擦力等，这些力相互制约，达到力学平衡，任何一个力的改变都会打破平衡。静水压力还会通过减小岩土体的有效应力而降低岩土体的强度，减小变形体潜在滑动面上的正应力，降低抗滑力。所以静水压力的改变对于岩石内部的力学平衡破坏作用更为明显也更为严重。

（五）动水压力

动水压力其实就是渗透力，地下水的渗流将会对边坡岩土体产生动水压力。由于岩石中水的重力势能，会使处于高出的水向低处流动，另一方面，岩石底层的压力和岩石顶层的压力也不一样，压力大的地方的孔隙水会自发的向压力小的地方移动，所以在一定程度上，动力势能带来的孔隙水移动和压力差带来的孔隙水移动会相互制约，在岩石内部形成微妙的平衡。此外，由于压力差还存在于水平方向上，所以在同一重力势能面上也存在由于压力差造成的孔隙水的渗透流动。这种存在于岩石内部的水流的流动也会和地表水的流动一样会产生多重运动水具备的动力势能。由于动力势能的产生是岩石内部平衡力之外的力，所以这样的力的产生直接对岩石内部平衡产生破坏。只要这样的力达到一定的临界值就会立即在外部显现出来，形成泥石流滑坡等等自然灾害。

三、总结

通过上文的分析，我们看到雖然公路边坡的稳定性受到各方面因素的影响，但是水文对边坡的稳定性影响非常大，其是导致公路边坡失稳的重要原因。因此，边坡的设计应该首要考虑水文气候的影响，同时边坡稳定性的保护也应当首要从控制水的角度来完成。

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