奉铜高速公路某土质高边坡的稳定性分析

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1、奉铜高速公路某土质高边坡的稳定性分析（核工业270研究所，江丙，南昌，330200）【摘要】在对土质高边坡地形地貌、工程地质、水文地质调查的基础上，通过钻探揭露和釆取土样，查明了土质高边坡土层的分布，测试了各土层的物理力学参数指标，按泰勒经验法确定了最危险滑动面圆心位置，应用条分法极限平衡的原理，评价了奉铜高速公路某土质高边坡的稳定性。【关键词】土质高边坡；地质条件；条分法；稳定性分析一、引言近年来，在各地工程建设中，高边坡数量越来越多，高度越来越高。变形量大，处理不当易引起增加投资、延误工期、造成地质灾害等不良后果。因此，高速公路勘察报告中须对高边坡进行勘察和稳定性评价，得

2、出相关结论，最后提出相关建议和工程处理措施，以确保高边坡的安全。木文以奉铜高速公路某土质高边坡为例，介绍条分法在土质高边坡稳定性计算的应用。奉铜高速公路某土质高边坡位于铜鼓县三都镇丙南约500m处。长180m,路面设计高程255.168m〜255.368m,地面标高260.139m〜279.133m,须对该段左侧进行开挖，最大放坡高度23.7m,形成每级8米，共三级的土质高边坡（详见图1）。图1放坡照片二、场地条件2.1地形地貌路线区位于九岭山南丙端的北翼，以丘陵地貌为特征。路线在木路段呈NEE—SWW走向，地势总趋势是东部稍高，丙端稍低，海拔高程210米-280米，绝对高差

3、约70米。地形起伏较大，山势较陡峻，第四系覆盖层巨厚，植被非常发育一较发育。树枝状水系发育，属于山间溪流，大小溪流源头均来自崇山峻岭之中。2.2地层岩性路线区基底地层为元古界双桥山群宜丰组（Ptshly）板岩、千枚岩、变凝灰质砂岩等，覆盖层主要为第四系残坡积层（Q3）,根据钻探揭露，钻孔范围内岩土层由上往下为：1）粉质粘土I:黄褐色，湿，可塑，土质均匀，切面稍有光滑，无摇震反应，干强度适中，韧性中等，夹杂碎石。揭露厚度8〜12m。2）碎石：灰褐色，湿，中密状态，碎石多呈棱角状，粒径3cm〜8cm,含量约70%,砾石母岩成分强风化板岩为主，颗粒级配-•般，填充物以粘性土为主。揭

4、露厚度1.0〜1.5m。3）粉质粘土II:黄褐色，湿，可塑，土质均匀，切面稍有光滑，无摇震反应，干强度适中，韧性中等，夹杂碎石。揭露厚度10〜13m。2.3水文地质路线区域属中亚热带季风型人陆性气候。四季分明，温暖湿润：春季温和，阴雨连绵；夏季炎热，初夏多台风暴雨；秋季天高气爽，昼夜温差大，干燥少雨；冬季常有冷空气侵入，气温低，天气冷，雨量少，霜雪多。多年平均气温16.3°C,七月平均气温27.4°C，极端最高气温39.4°C,—月平均气温4.6°C，极端最低气温-13.4°C;多年平均降水量1735mm,降水多出现在4〜6月，降水大，范围广，历吋长，强度小，占全年降水量46

5、〜48%;台风雨•一般出现在7〜9月，降水范围小，历吋短，强度大，占全年降水量22%;无霜期267天。由于场地位于一斜坡，当大气降水吋，迅速形成地表径流向场地低洼处排泄。少量雨水渗入上层或基岩强风化裂隙后，又沿基岩面或风化裂隙向低洼处径流、排泄，故本场地不易存储地下水。场地地下水贫乏，水文地质条件简单。三、边坡岩土物理力学参数根据土工试验成果数据，结合经验值汇总得出边坡各岩土层物理力学性质参数（详见表1）。表1边坡岩土物理力学参数四、边坡稳定性分析4.1边坡设计方案公路在该地段前进方向为183°左右，经切坡后在公路左侧形成边坡，边坡设计方案为按I:l.25(39&de

6、g;)起坡，I:l(45°j分二阶放坡，放坡后边坡最大高度23.7m左沿。边坡坡体以粉质粘土为主。4.2稳定性计算本边坡为土质边坡，稳定性分析采用条分法。条分法基本原理为极限平衡。土质边坡稳定分析中，为便于计算土体的重量，并使计算的抗剪强度更加精确，常将滑动土体分成若干竖直土条，求各土条对滑动圆心的抗滑力矩和滑动力矩，各取其总和，计算安全系数，这即为条分法的基本原理，同时该法也假定各土条为刚性不变形体，不考虑土条两侧面间的作用力。计算得出的安全稳定系数K≥l,则表明边坡处于稳定状态，若K<1,则边坡处于失稳状态。本边坡长度为42米，假定分成42段竖直土条，每段长度

7、为1米。按泰勒经验方法确定最危险滑动面圆心位置，土坡的滑动面是坡面角。φ=16.5°,β=40°，查表得到α=38°，θ=66°,由此作图求得圆心0(详见图2>。式中：F抗滑阻力，KN;T——•侧向滑动分力，KN;Wi——一第i块变形土体重力，KN;αi第i块滑动面倾斜角，(°);hi——-第i块变形体高度，m;Li——-第i块滑动面圆弧长度，m;C•土体内聚力，kpa;φ土体内摩擦角，(°);