吕奥云

（四川江源工程咨询有限公司， 四川 成都 610000）

1 顺层滑移破坏演变过程分析

在自然条件下，边坡会受到地质构造运动和外部影响因素的共同作用，坡体内应力场实行优化调整和重新分布，直至内部结构稳定。在人类活动影响作用下，坡体内应力场会重新进行分布，此时就会导致边坡失稳和破坏影响。对于顺层岩质边坡来说，其最常见的破坏表现为顺层滑移破坏。对于存在缓倾和中倾的顺层岩质边坡来说，在开挖期间容易受到临空面情况，降低抗滑力。再加上受到开挖载荷，爆破，地震和雨水渗透等影响作用，会导致岩体结构参数出现恶化问题，持续降低抗滑力，还会增加下滑力。若抗滑力降低至一定范围之后，将无法确保顺层边坡稳定性。此时就会导致边坡沿着软弱滑动面剪除，从而发生顺层滑移问题。

2 干湿循环作用下红砂岩结构面抗剪强度实验

对于暴露在外的边坡来说，由于会受到降雨渗流及干湿循环作用而降低岩体和结构面，进一步降低顺层边坡稳定性。顺层边坡主要受到岩体渗透阻力，壁面拖拽力，软弱滑带扬压力和静水压力，且边坡所受水力作用与充水高度为正比关系。按照相关研究能够看出，结构面强度会直接影响顺层边坡稳定性，所以需要充分考虑结构面强度衰减问题，并以此对顺层边坡稳定性进行计算。在此次研究中主要是利用结构面试件，并且通过浸水烘干实验对干湿循环过程进行模拟，以此作为结构面抗剪强度试验依据。

2.1 制备试件

为了保证实验结果的可靠性，需要优先选择差异比较小的结构面，并且注重试件尺寸选择。若尺寸比较小将会加大试验结果的离散性。根据剪切盒尺寸的相关要求，将试件尺寸确定为长宽为30cm，高为20cm。在制作试件时需要利用木模实现，将砂浆涂抹在试件内部，并且按照剪切方向将具有结构面的岩块置于木模砂浆中，并且预留一半以上砂浆。之后将锯末铺设在木模四周，厚度控制在0.5cm，这样能够对剪切面进行控制。完成上述操作之后需要对上部砂浆进行抹平处理，待用。

将完成养生的试件浸泡在水中，确保水没过试件顶部，浸泡24小时之后需要取出试件，并且将表面水渍擦拭干净，放置在 100摄氏度烘箱内进行烘干处理。根据上述方法对干湿循环进行模拟。

2.2 分析试验结果

应用直剪仪对结构面进行剪切试验，在试验时将竖向压力选取在10kN，30kN和50kN，之后按照实验结果对结构面内摩擦角和粘聚力进行计算，结果见表1：

表1 结构面内摩擦角和粘聚力数值

从实验结果可知，随着干湿循环次数的增加，会相应降低结构面内摩擦角和粘聚力，并且前期降低速度比较快，后期降低速度比较慢。其次，相比于内摩擦角来说，干湿循环对粘聚力的影响比较大，在干湿循环20次之后，内摩擦角下降22.3%，粘聚力下降71.6%。随着干湿循环次数的增加，内摩擦角呈二次函数衰减，粘聚力呈幂指数衰减。

3 降雨渗流及干湿循环作用下顺层边坡稳定性计算

选取一定长度边坡作为研究对象，在最差状态下顺层边坡稳定性系数如公式所示：在上式中，c表示粘聚力，φ表示内摩擦角；G表示重力，α表示岩层倾角；L表示滑面长度。

将岩层倾角数值选取在30°，在饱水状态下，岩体重度为24.6kN/m³；在自然状态下，岩体重度为23.7kN/m³，滑面长度数值为15m，厚度为2.4m。裂隙宽度为 3cm，对降雨渗流及干湿循环作用下红砂岩顺层边坡稳定性进行计算，结果如表 2所示：按照边坡安全系数计算结果能够看出，随着干湿循环次数和充水高度的增加，顺层边坡稳定性系数均会发生变化，并呈现出逐渐衰减趋势。

表2 边坡安全系数计算结果

结果可知，随着干湿循环次数和充水高度的增加，顺层边坡稳定性系数均呈现出下降趋势。在循环次数为20次，充水高度在2m时，顺层边坡稳定性系数在1.01。相比于单一影响因素作用下，顺层边坡稳定性系数从下降幅度比较低。其次，随着干湿循环次数指数和充水高度衰减，顺层边坡稳定性系数呈现出线性衰减趋势。最后，相比于充水高度影响因素来说，干湿循环次数对于顺层边坡稳定性的影响比较大。

4 工程实例分析

此次工程主要是为某省高速公路，选取一段范围内边坡进行研究。此处边坡最大开挖高度在 39m，地质勘察报告显示边坡自上而下依次为耕植土、块石和砂岩。按照室内试验和现场勘察的边坡力学参数可知，在自然状态下，顺层边坡稳定性系数为2.23，具有良好的稳定性能。由于存在降雨渗流和干湿循环影响作用，顺层边坡稳定性系数为0.74，处于失稳状态。

为了有效验证计算结果，工程队对施工段边坡实行稳定性监测。此段边坡于2013年8月施工，至2014年2月竣工。在竣工两个月后遭遇暴雨，在雨水过后边坡出现严重失稳问题。通过顺层边坡稳定性监测结果能够对理论分析结果的合理性进行验证。

5 结束语

综上所述，随着干湿循环次数的增加，会相应降低结构面内摩擦角和粘聚力，并且前期降低速度比较快，后期降低速度比较慢。其次，相比于内摩擦角来说，干湿循环对粘聚力的影响比较大。随着干湿循环次数指数和充水高度衰减，边坡稳定性系数呈现出线性衰减趋势。相比于充水高度影响因素来说，干湿循环次数对于边坡稳定性的影响比较大。