韩伟华

(山西黎霍高速公路有限公司 长治市 046000)

多山地区中修路不可避免需要开挖形成高路堑边坡，边坡稳定性对道路交通安全至关重要。针对边坡的支护方式较多，有包括锚杆支护、设置抗滑桩或挡土墙，还有通过减小不稳定土体自重使边坡达到稳定状态的削坡法[1-2]，但其中最常见的支护方式还是锚杆支护方式。针对边坡支护参数的优化相关学者已有研究[3-5]，针对某路堑高边坡开挖，基于Midas/GTS有限元软件对预应力锚杆支护参数进行了优化分析研究，为类似工程开挖支护提供有价值的参考。

1 工程概况

某路堑岩质边坡地处丘陵地区，为均质边坡，土体主要以强风化碳质砂岩组成。边坡采用1∶1.2比例系数，左侧进行两级放坡，右侧一级放坡，每级坡高20m，马道宽度设置为2m，边坡断面示意图如图1所示，具体岩体参数如表1所示。

表1 岩体参数表

图1 边坡初始状态断面示意图

2 模型参数及分析工况

2.1 强度折减法

强度折减法是将土体的抗剪强度指标在外荷载不变的前提下进行不断折减，使土体处于极限平衡时的折减系数即是边坡的稳定性系数[6]。通过不断调整岩土体的粘聚力c及内摩擦角φ，将岩土体的强度参数折减Ftrial倍后得到新的强度参数(Cnext及φnext)代入有限元中进行计算，当计算得到边坡失稳时，相应的折减系数Ftrial即为边坡的稳定性系数。

强度折减法折减公式见式(1)及式(2)所示。

Cnext=c/Ftrial

(1)

φnext=arctan[(tanφ)/Ftrial]

(2)

2.2 本构模型

本次有限元计算选取弹塑性模型，德朗克-普拉格(Drucker-Prager)屈服准则[7]，其数学表达式为：