高速公路路堑边坡稳定分析及治理方法综述

中图 分 类 号 ： Ｕ ４ １ ８ ． ９ 文 献标 识码 ： Ｃ 文章编号 ： １ ０ ０ ８— ３ ３ ８ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２— ０ ０ ６ ８一 Ｏ ｌ
从２ ０世纪 ８ Ｏ年代开始 ， 我 国高速 公路建设 飞速 发展 ， ２ ． ２ 定 量 分析 法 截至 ２ ０ ０ ８年底 ， 中国高 速公路通 车总里 程已突破 ５万 ｋ ｍ， （ １ ） 极 限平衡分析法 居世界第 二 ， 规划 的 “ ７ ９ １ ８ ”国家 高 速 公路 网总里 程 大约 建立在摩尔 一库仑强度准则 、 安全系数定义和静力平衡 ８ ． ５万 ｋ ｍ， 所以当前 和下 一 阶段是我 国高速公 路建设 的关 条件基础 上 ， 把滑体作 为 刚体 只考虑滑 面的极限平衡状 态 ， 键时期 。在高速公路 向山区和西部延伸的 同时 ， 不 可避免 的 不考虑滑体岩土体 的变形和破坏 。主要优点是历史长 、 计算 会开挖路堑边坡 ， 破坏原有的应力平衡 ， 扰动岩土体结构 ， 破 简便 、 计算结果较稳定 ， 缺点是把滑体作为刚体处理 ， 不能真 坏 自然植被和生态平衡 。如果 在建设 高速公路过 程 中对 高 实反映内部 的应力 一 应变关系 ， 但 总体来说是一种较成熟的 边坡缺乏综合考虑 、 处理不 当， 就会延 误工期 、 造成 浪费 ， 破 方 法 。 坏生态环境 。因此 ， 深入研究高速公路边坡稳定性 及治 理技 （ ２ ） 数值分析法 术具有重要意义 。 该方法通过应力 、 应变分 析求解边 坡的极 限荷 载 ， 既可 １ 概 述 用于连续介质 ， 也可 以应用于不连续 介质 。目前常用 的数值 高速公路路堑边坡具有稳定性要求高 、 重视环境协调与 方法有边界元法、 有限元法 、 离散元法 、 无界元法及快速拉格 美化 、 永久使用 、 破坏 形式 多样 、 随 路线 延伸 有 区域性 等特 朗 日法 。 ． ３ 非确 定 性 分 析 方 法 点。具体破坏形式有滑 坡、 崩塌、 泥石流 、 错 落、 流坍、 冲刷、 ２ 剥落等 ， 其 中滑坡 、 崩塌 、 泥石 流对公路 运输威 胁较大 ， 称为 因为影响边坡稳定 的 因素很多 ， 实 际中难 以准确提供 山区公路三大病害。促使 公路路 堑边坡失稳 的 因素可归纳 确定性方法所需要的参数 ， 且这些参数具有随机性和不确定 为 自然和人为两大类 ， 自然 因素主要包 括岩 土性质 、 岩体结 性。所 以建立边坡稳定 性分 析的非确定性模型 ， 考虑参 数的 构及地质构造 、 水的作用 （ 降低坡体 抗滑力 、 增加下 滑力 ， 故 随机性 、 模糊性是发展趋势 。 目 前非确定性分析方法有可靠 有“ 十坡九水 ” 之说 ） 、 地形地 貌、 地震等 。人 为因素包 括开 性分析法 、 模糊综合 分析法 、 灰色 系统 理论法 、 突变理论 法、 挖坡脚 、 堆填加载 、 施工爆破 、 乱砍滥伐等 。 神经网络法等 。 ２ 边坡稳定分析的历史及现状 ３ 边 坡 治 理 技 术 发 展 及 现 状 近年来各种现代科 学理论 如系统 工程论 、 数量 理论 、 信 边坡 治理措施 的基本思路一是减小下滑力 ， 二是增加抗 息理论、 现代概 率统 计论 、 耗 散论 、 突 变理 论等 用于边 坡研 滑力。２ ０世纪 ８ ０年代末 ， 我 国开始采用锚 喷防护技术 。 目 究， 为边坡稳定研究提供 了新方 法 ， 边坡 稳定性研 究呈 现出 前在边坡治理中强调多措施综合治理 。 各种传统 方法不断完善 和新方法不 断提 出的局面 。 目前 边 我国公路边坡 以前 常采用改 变坡体几何 形态 、 排 水、 挡 坡稳定分析方法可分为三大类。 土墙 、 护坡 、 喷浆 、 土质改 良、 抗滑 桩 、 植 被防护等治理 方法 ， ２ ． １ 定性 分 析 法 具有安全经济 、 施工简便 等优点 ， 但在一定程 度上 存在持水 定性分析 主要是通过工程地质勘察和其他调查方法 ， 对 性差 、 维护 困难 、 稳 定效果欠佳 、 景观效 果差等缺 点 ， 不能满 边坡稳定主要影 响因素、 可能 的变形破 坏方式进 行分析 ， 对 足高速公路的发展要求 。通过在 边坡 中加人 一定 抗拉单元 已变形地质体的成 因及其演化史进行分析 ， 从而给出被评价 以改善土体总体强度的一种柔性防护技术。常用的土中加 边坡稳定状况及可能发展趋势 的定性说 明。定性分析 的优 筋材料是能承受张荷载的金属条带、 格栅等， 为防止金属条 点是能综合考虑多种影 响因素 ， 快速对边坡 的稳定状况及发 带锈蚀破坏而开发了镀锌 防锈腐钢条带 和外包环氧树脂 的 展趋势作 出评价 ， 具体有以下几种 。 金属条带 。 （ １ ） 成 因历史分析法 ４ 结 语 该法通过对边坡的地质环境 、 水文 地质条 件、 发育历史 我 国高速公路建设 由于起步较 晚 ， 一些普通低等级公路 中的各种变形破坏迹象及其基 本规律 和稳定性影 响因素进 设计施工 习惯影响到高速公 路建 设 ， 使 目前高速公路边坡 治 行综合分析 ， 追溯边坡演 变的全过 程 ， 对 边坡稳定 性的总体 理存在安全重视度不够 、 防护措施落后等问题 。同时尽 管高 状况、 趋势和区域特征作 出定性评 价和预测 ， 主要 用于天然 速公 路建设 已开 始实行 “ ～ 大四小 ” 工程 ， 对 于绿 化施 工的 斜坡的稳定性评价 ， 是其它分析方法的基础 。 要求越来越高 ， 采用 客土 喷播与喷混植生工艺 ， 采用 ” 草、 灌、 （ ２ ） 工程类 比法 乔” 相结合的方式进行 绿化 ， 有效保 护了生态坏境 。但受各 该法是将所要研究的边坡 与已经研 究过 的天然斜坡 或 种 因素制约 ， 从全国来看高速公路建设还是缺乏整体生态考 人工边坡进行类 比， 以评 价其稳 定性 及 可能 的变形 破坏 方 虑 ， 为使我 国的高速公路真正成为 “ 生态 高速公路 ” ， 给人们 式， 确定其坡角和坡高 。工程类 比法具有经验性和地区性的 带来永久的福利 ， 今后在高速公路边坡治理 中应加强 以下几 特点 ， 是目 前常用的一种方法 。 方面的研究与措施 。 （ ３ ） 专 家 系统 法 （ １ ） 充分认 识边 坡 稳定 的 重要 性 ， 树 立综合 治理 的观 即边坡工程稳定性分析与设计的智能化计算机程序 ， 它 念 。 把 多位边坡工程专 家 的知识 、 工 程经 验 、 理论 分析 、 数值 分 （ ２ ） 突出环境保护 ， 进行景观设计。 析、 物理模拟 、 现场监测等有机地组织起来 ， 建成一个边坡工 （ ３ ） 在设计施工方面实施技术创新 。 程知识库 ， 并进行推理和 决策 ， 对所 研究 的பைடு நூலகம் 坡进行 分析评 （ ４ ） 加强归纳 总结和合 作交 流 ， 促进 公路建设 向“ 低 投 价， 专家系统法可 以节省时间 ， 降低工程费用 。 入低养护型” 转变 。
２ ０ １ ３ 年 第 ２期 （ 总第 ２ ２ ８期）
黑 龙江交通 科技
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高 速公 路 路堑 边坡 稳定分 析及 治理 方 法综 述
李 静 （ 黑龙江省龙建路桥第 四工程有限公 司）
摘 要： 路堑边坡失稳是高速公路 主要病 害之一 ， 研究边坡稳定性及治 理方法 ， 对保障公 路运输安全具有重 要意义。通过概述高速公路路堑边坡的特点、 破坏形式 ， 进一步对边坡稳定性分析及治理方法进行 了综述。
关键词 ： 道路工程 ； 高速公路 ； 路堑边坡 ； 稳定分析 ； 治理方法