金 建 立

(西藏农牧学院水利土木工程学院,西藏 林芝 860000)



·道路·铁路·

山区公路边坡稳定性影响因素研究★

金 建 立

(西藏农牧学院水利土木工程学院,西藏 林芝 860000)

归纳了山区公路边坡的类型，从内部结构与外部环境两个角度，分析了影响山区公路边坡稳定性的因素，有助于认清边坡的破坏形式与破坏原因，为工程的设计和施工提供参考。

山区公路，边坡，稳定性，岩体结构

随着国家经济的快速发展，各级公路的建设速度也在快速增长之中，西部山区的公路建设速度和等级都得到了明显的提升。在山区的公路建设当中，由于地形的限制，为了满足一定的经济及公路技术指标的要求，使平曲线和竖曲线完美结合，就会产生大量的挖方及填方工程。

地表面的岩土在自重及外部载荷的长期作用下，本已达到一个相对的平衡状态，但在工程的实际过程中，挖方及填方会破坏土体原有的平衡状态，在施工过程中或在今后的道路运行过程中就会对公路的质量及行车产生一定的安全隐患。所以，在有边坡尤其是高边坡的道路工程中，要对边坡的稳定性进行评价，以保证边坡的稳定性，避免由于边坡的不稳定所产生的危害。

1 公路边坡

在公路工程施工过程中，不论是路堤还是路堑，为了路基的安全稳定，在设计和施工过程中都会修筑具有一定坡度的斜坡工程。根据边坡的形成有无人为工程行为的不同，一般公路边坡可以分为天然边坡和人工边坡两大类，是公路工程建设中最常见的形式。边坡失稳滑塌的发生将对国家财产和人民群众的生命安全构成不可低估的危害。随着我国经济建设的快速发展，公路工程建设不论规模还是质量等级都有了长足的发展。因此，在设计和施工过程中工程人员能否正确认识公路边坡稳定性的重要性，对公路工程的安全性具有极其重要的意义。

1.1 天然边坡

天然边坡是在地壳形成过程中经构造、外部侵蚀等条件综合作用下形成的地表覆盖层。这种边坡受到自身岩性及构造和应力场等内部因素的影响，又受雨量、温差、地震、风化、植被等外界条件的影响，在经历了长期外部侵蚀作用之后，绝大多数的天然边坡已基本处于稳定状态，在外部作用相对较小时基本不会发生破坏现象，安全稳定性较高。

1.2 人工边坡

人工边坡是工程施工人员根据不同的设计内容和施工要求，经开挖、堆积或构筑而形成具有一定高度和坡度的工程结构物，公路的高边坡削坡和填方路堤的边坡就是这方面的典型代表。这种边坡由于设计及施工等因素的限制，边坡的稳定性相对较差。当受到外部的载荷作用时，发生变形或破坏的可能性较大，尤其是在水的作用下或地震作用时发生破坏的可能性更大。

2 影响公路边坡稳定性的因素

2.1 内部因素

1)岩土性质。边坡由一定的材料组成，边坡的稳定性受到其组成土材料物理力学性质的影响，设计过程中不论是选择建筑形式还是在确定建筑高度方面都不能忽略这些影响的因素。一般来说，结构完整并且坚硬的块状或厚层状岩石强度相对较高，所形成的边坡稳定性也相对较好。由页岩或其片状结构的岩体，岩石内部存在一定的相对滑动面，强度和整体性相对较低，在整体性相对较差的淤泥或淤泥性软土地段或砂性土地段，材料相对比较松散，由这类土构成的边坡在开挖过程中难以达到相对稳定的状态，几乎随挖随塌，安全性和经济性都无法达到让人满意的结果。

2)岩体结构。岩体结构也对边坡的稳定性有一定的影响。不同的材料组成，岩体结构对于边坡的稳定性的影响也存在着一定的差别。比如影响岩质边坡稳定性的控制因素主要有岩体结构类型、结构面性状及其与坡面的关系等。具体表现为结构面的发育程度、规模、连通性、充填程度及充填物成分和结构面的产生状态等。其中，结构面的产生状态与边坡面的相互关系，是评价结构面对边坡稳定性的影响时着重考虑的两个方面。

3)地质构造。地质构造是地质体或地壳中的岩块的永久性变形，是由于受到强烈的地质作用所造成的变形形式。岩质边坡稳定性由于地质构造的不可恢复和不可逆性，在形成过程中就已经确定。稳定性较好的边坡一般出现在地质年代较久远、构造相对简单的区域。边坡变形破坏的形式和规模一般会受到其所处地段的地质构造形态等因素的影响，比如边坡所处地段的断层及节理等。这些都是影响边坡稳定性的常见因素，对这样的特殊地质地段进行相关的研究分析可以确定其能否形成滑动面，从而定性和定量的分析评价某一确定边坡的稳定性。

2.2 外部因素

1)水的作用。地表水和地下水都会对路基边坡的稳定性产生不利影响。地表水流沿着地面坡度逐渐由高处向地势低处流动，随着水量的运动，水流会挟带走地表的泥沙石块，对地面形成相应的侵蚀。这种侵蚀作用会破坏地面固有的稳定，严重的会形成边坡的坍塌甚至是泥石流灾害，危及行车的安全。地下水也会对边坡形成侵害，这种破坏是化学和力学的共同作用结果。岩土体并不是绝对密实的，内部存在大量的开口孔隙和闭口孔隙。当这些孔隙内部有水存在时，由于水的化学成分及其流动性的原因，岩体中的矿物成分在遭受水的浸泡后溶于水，在这个过程之中土的结构遭到破坏，从而导致了土体自身的强度降低，边坡的稳定性也会随之下降。尤其是当工程土为粘性土或湿陷性黄土时，遇水软化的现象更加明显。因此，当工程中遇到相关的情况时一定要给予高度的重视，以免发生工程坍塌等事故。

2)新构造运动。这里所指的新构造运动是指被构造作用控制或与构造作用关联的外力地质作用，像地表侵蚀、河流冲刷和地下水活动等。工程区的水文地质条件或边坡形态等状况在这些外部作用发生时往往会发生改变，从而导致公路边坡不稳定性的发生。地震作为一种较为强烈的新构造运动，由于其发生的不确定性和不可预见性，并且发生时一般比较剧烈，对边坡的破坏作用也较为强烈。

3)地貌因素。道路的边坡按断面形式可以分为直立式、倾斜式和拆线式三种。边坡的形式和规模对边坡的稳定性也会产生较大的影响。当边坡处于不稳定状态时，边坡在自身重力作用下往往在坡顶产生张应力，在坡脚产生强烈的剪应力，并引起坡顶出现张拉裂缝，出现剪切破坏带，这些作用力的产生就是边坡发生破坏的主要因素。

4)降雨因素。降雨和地面径流等对边坡的稳定性有很大影响。在不同的地区大气降雨量有很大的差别，加之不同地区的土体性质也有很大的差别。当受到水的作用以后强度相对较低的粘性土、黄土或砂性土等，稳定性会受到破坏，相应的边坡也会产生不同程度的破坏现象。

5)风化作用。边坡土体在长期的风吹日晒、雨水冲刷、生物破坏等外界作用下，结构受到破坏或发生变化的现象叫风化作用。风化作用使岩土的抗剪强度减弱，并伴随裂隙产生，当裂隙不断扩大后，土体透水性就会增加，从而导致地面水更易于浸入，最终改变地下水的动态等，裂隙就构成了整个边坡岩体的薄软地带，随着风化作用的进一步进行，掩体的强度和整体性严重下降，从而导致岩土体脱落或沿斜坡崩塌、滑移等破坏现象的发生。

6)工程载荷。在公路工程的施工过程中，为了保证道路平纵线路的合理性和经济性的相关要求，在施工过程中会产生一定量的挖填方，当挖方所产生的土不能及时填筑或挖方较填方较大时就会形成相应的坡弃土。弃(石)土堆放在坡顶，不但会增加边坡土体的下滑力，也会加大坡顶的张拉应力和坡脚剪切应力使边坡岩土体强度降低，引起边坡的失稳。由于松散物堆积物密实度较小孔隙较大，水会很容易的沿着土体表面的孔隙进入土体内部，造成土体内的孔隙水流，孔隙水的产生会降低土颗粒之间的粘结力，并能引起土颗粒的运动，从而产生更大的孔隙，所以当堆积物相对松散时边坡发生破坏的可能性更大，从而严重地影响边坡的稳定性。工程车的行驶不当也会对边坡的稳定产生不利影响，所以在施工过程中，一定不能忽视工程活动对边坡稳定状况的影响作用。

3 结语

道路工程中不论是路堤还是路堑都有边坡，边坡的稳定性对公路正常使用功能的发挥及行车安全都有较大影响。在实际工程中，认清边坡的破坏形式及产生破坏的原因，在工程设计、施工及工程的运营过程中，针对不同的情况采取相应的预防措施，对保证公路边坡的稳定具有积极的意义。

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Study on factors influencing mountainous highway slope stability★

Jin Jianli

(CollegeofHydrologyCivilEngineering,TibetCollegeofFarmingandStockbreeding,Linzhi860000,China)

The paper summarizes mountainous highway slope types, analyzes factors influencing mountainous highway slope stability from two aspects of internal structure and external structure, which will be good for knowing the slope damage forms and damage causes and provides some guidance for engineering design and construction.

mountainous highway, slope, stability, rock mass structure

1009-6825(2017)07-0119-03

2016-12-22

★:2016年西藏自治区高校青年教师创新支持计划项目：藏东南地区公路边坡渗流特性及稳定性研究(QCZ2016-46)

金建立(1981- ),男,讲师

U416.14

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