路基边坡工程设计与稳定性分析

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一、边坡设计时要注意其特征

1.设计时非标准

对于类型不同的边坡而言，都具有自身不同的特征，即便是同一种类的边坡，也会因为成因机制、形成条件以及稳定状态的不同而具备自身的特点，在对边坡治理工程进行设计时，所使用的方案、措施、范围以及治理部位都是大不一样的。由此可以明显看出，在对边坡进行工程设计时，属于非标准设计，而在设计过程中应该根据边坡的实际情况，进行有针对性的设计。

2.边坡设计中存在风险性

在不良的复杂地质体中存在不稳定边坡；对于治理工程而言，会受到外界以及边坡体等各种荷载力，这就要求治理工程自身不但要具备抗破坏能力以及抗变形能力，同时还应当使地质体具备相当优良的性质；对于我国而言，在边坡工程治理技术上，还存在很多缺陷，可以说是一项尚不完善、不严谨的科学技术。所以，在路基边坡工程治理中依然存在很多风险性。

3.路基边坡的应急设计

路基边坡在形成时，通常都会耗费较长时间，是一个漫长的过程，可其中经常会出现很多突发性不确定因素。为了可以有效降低或者减少边坡地质灾害带来的危害程度，一定要在边坡灾害发生之前做好防治工程设计，而在设计过程中都应当具有应急设计特点。通常包括了边设计、边勘查、边监理以及边施工等等。

4.在边坡设计时要注意综合防治

如果对路基边坡实行单一的治理工程，有些时候往往很难承受来自外界以及边坡自身的荷载力，从而使边坡失效。所以，在对路基边坡进行设计过程中，要使用综合防治，根据不同边坡的自身特点，在边坡不同的部位使用不同的治理措施。即便是路基边坡工程投资不能一次到位，也要注意在治理方案上合理设计，使用分步、分期的办法进行综合治理。

二、影响边坡稳定性的各种因素

对于路基边坡而言，失稳情况通常可以分为两种，如下所述。（1）在修建铁路、公路等工程时，施工人员对边坡进行切割，使边坡应力重分布的人为因素，当边坡的应力在调整过程中，由于某条滑移线上的应力达不到新的平衡，边坡岩土体会发生破坏或屈服，使路基边坡出现失稳情况；如果在调整过程中，应力可以达到新的平衡，路基边坡便可以处于稳定状态。（2）路基边坡受到外界因素或自然因素而产生的变形，当这些变形有了一定界限后，发生大规模的边坡变形而导致的非人为因素造成的边坡失稳。除此之外，地下水同样可以对路基边坡造成直接影响。当地下水渗入进岩土之后，岩土的自身质量会逐渐变大，由于受到软化作用，其抗剪能力大大降低，岩土体质的孔隙水压力逐渐升高，因此逐渐加大了边坡失稳概率。外部环境的变化也会直接影响到路基边坡的稳定性，例如人为开挖、切割、地震引起的边坡破坏或洪水因素造成的边坡破坏等等。小部分的边坡会在外界环境因素的作用下对平衡力进行重新分配。

三、路基边坡变形和破坏的防治措施

1.出现变形的原因

路基边坡岩体出现变形的原因通常可以有三种情况，首先是因为压裂、压碎以及跟踵的相互促进，使路基边坡整体破裂。其次路基边坡上层为硬脆性坡体二元结构边坡，下部基座相对较软。由于这种边坡的下部基座流变性能强，软基座的力学强度小，而且抗风化能力极差，再加上属于受力最大处，让整个坡体处于薄弱部位。所以，当这种边坡出现变形情况时，通常都会先以软弱基座为突破口，让这种变形在上部坡体相继发展，从而让软弱基座出现整体失稳。最后一种变形情况是由于风化、卸荷以及坡体应力的长期作用，导致软弱基座岩体产生粘性流动变形的压缩变流而导致的变形。

2.路基边坡的损坏和变形的机理分析

当路基边坡出现变形或损害时，通常是由于内部因素和外部因素构成的，其中内部因素主要有：其边坡应力会发生较强变化，出现应力重分布以及应力集中等情况。边坡为了可以适应这种变化，会产生不同形式、不同范围的变形破坏。而外部因素则有：自然因素或人类工程活动使边坡外部以及内部结构出现的变形，在自然因素或人类工程每一次活动中，都会对边坡产生一定应力，这些应力同样会让边坡出现外部变形，通常情况有地震、降雨以及人工卸载等。

3.对可能失稳边坡的分析

当我们在判定可能失稳边坡时，可以通过以下几种方式。（1）边坡自身并未出现失稳现象，可边坡周围和边坡相类似的土质出现了滑动、坍塌等不同地质灾害，通过这方面可以判断出该边坡可能出现失稳情况。（2）在边坡上部，曾经出现过开裂以及坍塌情况，通过使边坡坡度放缓以及对排水设施的不断改进，虽然没有彻底排除问题，但边坡的失稳情况基本消失，在对路基边坡进行加固保护之前，边坡上坍塌、破裂以及滑动等情况基本消失，并未出现失稳情况。（3）边坡自身没有太过明显的失稳现象，可周边的地质情况较差，经过充分的调查和分析，天然边坡早已处于平衡状态极限或者在降雨影响下可能让边坡出现失稳状态。（4）由于地下水的渗入，或者岩体的风化以及降低边坡稳定性的各种因素出现之后，路基边坡极有可能出现滑动、垮塌以及掉落等不同情况地质灾害，使其边坡失稳。

4.防护措施

为了尽可能避免上述原因的出现，要排除边坡岩层的地下水，确保边坡不会受到软化以及腐蚀；同时还应当设置一套良好的排水系统，对地表裂缝进行封堵，确保雨水不会渗入；使用锚固方法对整体的边坡进行加固，对强卸荷岩体减载。

四、结语

由于路基边坡特别容易出现失稳灾害，所以在对其进行加固处理的同时，要根据实际情况对失稳机理做出正确分析，对下滑力以及稳定性做出合理计算。在对路基边坡进行设计过程中，一定要掌握好当地地质、气候以及水文等各方面资料，避免过多的高填深挖，最好使用隧道或桥梁代替，这样可以有效减少对自然环境造成的损坏，减轻边坡防护问题。

本文作者:刘勇工作单位:中国中铁二院工程集团有限责任公司