高邊坡加固應重視坡腳的穩定性

高邊坡加固應重視坡腳的穩定性

楊光華

（廣東省水利水電科學研究院、廣東省巖土工程技術研究中心）

2023.02.28

最近（2023年2月22日）內蒙古一露天煤礦發生邊坡滑塌，造成6人死亡、47人失聯的重大災難事故。邊坡的安全性，再一次引起人們的重視和關注。

目前邊坡穩定性評估通常采用極限平衡法進行計算分析，這種方法是一個整體穩定的評估。但對于高邊坡穩定，這種方法可能存在一個缺陷，就是容易忽略坡腳局部穩定的問題，使一個穩整體穩定計算為穩定的邊坡，實際上可能存在不穩定的風險。

作者在文章中曾做過計算比較，對于牽引式滑坡，通常的整體極限穩定分析的安全系數與強度折減法比較是偏大的，如表1所示，這樣有可能整體穩定計算是穩定的邊坡實際存在不穩定的風險。

表1 不同計算方法的邊坡安全系數比較

對于高邊坡其實應力最大是坡腳處，圖1所示為數值計算的一個邊坡應力分布，說明坡腳處應力最大。圖2為一個邊坡離心模型的試驗，邊坡最早破壞也是

圖1 邊坡坡腳應力水平最大

圖2 離心模擬試驗坡腳最先破壞

出現在坡腳處，說明邊坡的坡腳處是較危險的地方。而極限穩定分析是整體的穩定，并不能體現坡腳的局部不穩定性，一些采用圓弧法分析，認為加固錨索以滑動面為加固分界面，當滑面在坡腳處滑出時，坡腳處滑弧線較淺，會使下部坡腳高應力區錨索較短，體現不到坡腳高應力區的風險，一旦坡腳出現危險，則會造成不安全，如圖3所示的高邊坡錨索的加固方案。由于巖土體尤其土體是散體材料，一旦坡腳出現破壞，則會引起上部甚至整個邊坡的滑塌，上部的土體是拉不住下部的不穩定土體的。同時，坡腳失穩的滑塌具有脆性破壞的特點，具有突然性，危害大。因此，邊坡的穩定分析應補充或引進強度折減數值方法，可以獲得邊坡的應力和位移分布，從應力場和位移場的角度，可以較好的判斷邊坡的薄弱位置。對于高應力水平區的薄弱位置應以重視和加強，避免局部失穩，這樣，不僅要保證整體穩定，也要保證高應力區的局部穩定，才能保證整個邊坡的穩定性。圖4所示為一些土釘支護在下部存在軟土時的滑塌情況，說明土釘加固后整體穩定計算是穩定的，但坡腳位置有軟弱土層時造成坡腳承載力不足而滑塌。

因此，高邊坡穩定要重視坡腳局部高應力區的安全性，避免坡腳失穩的風險。數值計算可以更好的識別高應力區。當然，地質分布清楚是計算分析的基本前提條件。

圖3 錨索加固邊坡示意圖

圖4 土釘支護的坡腳失穩

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