吕义雄

（中国建筑材料工业地质勘查中心甘肃总队 甘肃 741000）

0 前言

黄土关键是于第四纪所形成的，其特性有垂直节理的发育、多孔以及具有湿陷性等。黄土在我国分布的面积比较广，而且厚度也比较大，主要是分布在青藏高原的东部及黄土高原和中原大多数的地区，其面积大约为635280km2。从第四纪开始，地质的环境逐渐脆弱，气候与生态环境也变得愈发恶劣，而且水土流失的问题较为严重，促使黄土区域的地表形态呈现支离破碎及沟壑纵横等状况，这使得黄土地区频繁出现泥石流和滑坡等自然性的灾难。

1 影响黄土边坡稳定性的因素分析

1.1 外部的因素

1.1.1 动力作用

动力（爆破与地震）有可能会使得边坡的应力发生瞬时改变，进而对边坡稳定性造成影响。于动力的作用下，黄土边坡遭受动、静载荷共同的作用。比如地震，因横、纵波共同的作用导致岩体本来结构面出现改变与损坏。

1.1.2 地貌

黄土边坡规模与形态等地貌方面的因素对边坡稳定性造成的影响极为明显，若是边坡规模及形态不利，在坡顶会出现张应力，并且使其产生张裂缝及坡脚有比较强的剪应力出现，从而在很大的程度上使得边坡稳定性有所下降。若黄土边坡与地质构造的面组合不利，会使得边坡的结构面出现失稳的情况。

1.1.3 地下水

地下水在多个方面会对黄土边坡的稳定造成影响，比如地下水赋存、流量、补给与动态改变极渗流的条件等。静水与动水的压力及水冲刷与软化的作用会对黄土边坡稳定性造成影响，其中静水的压力是关键的形式，地下水出现的浮力与水平力于滑移面上作用，进而影响到黄土边坡稳定性。地下水经渗流而出现动水的压力，并对边坡的坡体作用使得边坡滑动有所加快。黄土边坡遭受水流冲刷，致使边坡的上端支撑逐渐丢失，进而导致边坡失稳问题的出现。坡体不断的遭受到水流方面的冲刷，最终导致岩土体的抗剪强度有所下降。

1.1.4气候

地下水关键的补给源就是降雨。气候的类型不相同，其降雨量存在差异，所以，不相同区域因降雨量存在差异，就算其它的条件一样，边坡稳定性同样会有所差异。暴雨与长时间降雨等，通常会使黄土边坡出现边坡冲刷和黄土陷穴，如果黄土陷穴存在于边坡附近，黄土陷穴的塌方加速边坡的失稳。

1.2 内部的因素

1.2.1 黄土构成及结构

对黄土边坡稳定性造成影响的一个关键因素就是黄土物质构成。一般黄土粘粒的含量较多，易溶且盐含量较高的黄土容易出现剥落，比如古土壤层的含粘粒比较多，其在坡面后暴露，由于粘性较大，容易出现风化干缩的情况，导致土层的表面出现龟裂，于重力及雨水的作用极易出现脱落掉块情况。此外，黄土矿物的成分对其应力与应变影响也很明显，若含水量相同，则会随着粘粒的含量增加，而黄土往塑性的破坏趋势发展。黄土密实度、节理的发育度与孔隙特性、组合的关系及黄土断裂的构造等均会对边坡稳定性造成影响。

1.2.2 黄土的湿陷性

黄土其具有湿陷性，黄土的湿陷性会严重的影响到黄土边坡的稳定性，黄土受到一定的压力作用，被水浸湿以后，结构会快速的受到破坏而出现明显附加的沉陷，这是黄土独特地质的一个性质。黄土出现湿陷最为关键的一个原因就是具备显著遇水连结减弱结构趋向于紧密且对湿陷有利特殊的成分与结构，黄土湿陷性分成自重与非自重的湿陷这两个类型，自重湿陷是黄土在遇到水以后，于其自身自重的作用少二出现沉陷情况。非自重湿陷是黄土在浸水以后，于附加的荷载作用之下而出现附加的沉陷。

1.3 人为的因素

伴随各类土建工程逐渐发展，这部分工程对黄土边坡造成的影响不断增多，黄土边坡改造日渐增多，比如坡顶加载、对坡脚加以开挖等都会影响到边坡稳定。坡体表面的植物遭受严重损坏，坡面的保护性有所下降，长时间受到雨水的冲刷与渗入及地下的水位提升都会对黄土边坡稳定性造成严重影响。

2 黄土边坡稳定性分析方法

2.1 定性分析

2.1.1 地质分析法

按照黄土边坡的地形地貌形态及地质条件和边坡变形的破坏等相关的规律，对黄土边坡演变整个过程加以追溯，将边坡稳定性总的发展形势与破坏的方式加以预测，进而评价出黄土边坡稳定性，对已出现过滑坡问题的黄土边坡，对其可否转化与复活加以判定。

2.1.2 图解法

（1）使用相关偌谟图与曲线对边坡相关的参数间定量的关系加以表征，从而将黄土边坡稳定性的系数求算出来，或是已经知道了稳定的系数以及别的参数（坡角与坡高及c、r和结构面的倾角），仅不知道一个时，将稳定的坡角及极限的坡高求算出来。

（2）使用图解将黄土边坡变形破坏边界的条件求出来，对软弱的结构面组合的关系与滑体形态及滑动的方向加以分析，对黄土边坡稳定的程度加以评价，给力学的计算创造出相关的条件。通常用到的是实体比例与赤平极射的投影方法。

2.1.3 黄土边坡稳定的专家系统

伴随科技不断进步，人类研究发明出了与黄土边坡工程相关的数据库，即对现有多个自然与人工边坡的实例加以搜集的软件，经信息交流及工程类比等，使用人类专家知识与处理问题方式来对此领域问题加以解决，经智能的计算机系统对人类专家水准加以模拟，从而处理分析所遇黄土边坡稳定方面的问题。

2.1.4 工程地质类比方法

此方法是当前应用的较为广泛定性分析的一个方法。其经工程间加以类比，把已完成边坡工程的研究经验应用至相似边坡工程的稳定分析当中。应用此法的时候，应确保方法严谨，全方位对现有边坡加以调研，在类比的时候应对影响到斜坡的稳定性因素加以思考，对比两者间的不同与相似，经分析掌握影响边坡稳定的关键因素及边坡不同发展期的相似与不同，然后经上述的分析来对边坡稳定性的情况与发展的趋势加以研究和判断。

2.2 定量评价

2.2.1 极限平衡方法

在工程当中运用的最广泛的就是此法，此方法逐步发展成两类不相同研究的领域。一类是经确定临界的滑裂面集边坡滑裂面之上作用力静力平衡来加以求解。另外一类是假设边坡的土体单元都达至极限平衡的状态，经相关简化的条件，使用特征线法对其应力场加以求解。

2.2.2 数值分析的方法

（1）有限元方法，此法对有限的应变与复杂地质的条件及其开挖施工当中对边坡稳定造成的影响加以思考。此法不需要假定滑面的部位与形状，把工程的岩体视作力学的介质，用离散化方式把无限的问题转变成有限问题，求出方程解且对研究的对象加以分析。

（2）边界单元方法，此法是于有限单元法之后发展而来的一个方法，此法把微分的方程转变成对边界上所定义的积分方程加以研究，然后将其离散化成仅含着边界结点未知量代数的方程，对此未知的量加以求解，从而把研究范围内的未知量算出来。

（3）离散元的方法（DEM），Cundall于1971年最早提出来了此方法，此法是使用中心差的分法对动态松弛加以解析求解，是一种显式的解法，并不需求解大型的矩阵，计算也比较简单，主要的特点就是允许各个离散的块体发生转动与平动以及分离，这对于边界元与有限元方法所存在的小变形和介质连续的制约缺陷有所弥补。

（4）限元强度折减方法，此方法是经不断对边坡岩体的强度加以降低，促使其达至极限平衡的状态，一直到岩体达到极限破坏的状态，能直接获取边坡滑动面部位及边坡强度的安全系数。

3 结束语

对边坡的稳定性造成影响的因素较为复杂，而且有时于实际的工作当中极难加以判断，这就需在边坡的失稳因素方面强化勘察和分析且将关键的原因寻找和分析出来。与此同时，应按照实际的状况应用合理边坡的稳定分析方法，给工程制定合理有效的举措供以理论指导与依据。