淺談黃土高邊坡變形破壞特征

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1、淺談黃土高邊坡變形破壞特征　　摘要：近年來，黃土高邊坡的變形破壞給黃土地區(qū)人民生命財產(chǎn)造成了巨大的損失，因此，文章通過分析黃土高邊坡的變形破壞的六種類型，不僅能更好地反映黃土高邊坡的特征，也為黃土地區(qū)的工程實踐提供了一定的參考依據(jù)。從而，避免對人民的生命財產(chǎn)造成不必要的損失?！　￡P鍵詞：黃土高邊坡；變形破壞；類型和特征　　1概述　　目前，在我國西北地區(qū)大規(guī)模的公路、鐵路建設中出現(xiàn)了大量高度大于30m的黃土邊坡，已建成的黃土邊坡最高可達108m。由于在現(xiàn)行規(guī)范中，對高度為30m以上的黃土邊坡缺乏明確的設計標準，以致因設計不當而造成的邊坡變形破壞現(xiàn)象時有發(fā)生。據(jù)對陜、甘、寧等地區(qū)

2、公路、鐵路黃土高邊坡的現(xiàn)狀調查，發(fā)現(xiàn)已建成的150多處高邊坡中約有60處已經(jīng)發(fā)生了不同程度的變形破壞[1]。近年　　來，隨著國家“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略的實施，在我國西部黃土地區(qū)規(guī)劃有大量的鐵路和公路，因此，黃土高邊坡問題就顯得尤為突出?！　≡邳S土高邊坡存在的問題中，邊坡變形破壞最為普遍。對于基坑開挖、公路和鐵路修筑等過程中形成的邊坡，若是不規(guī)范施工，則會使得土體發(fā)生變形，變形過大時可能會引發(fā)滑坡；而已建成公路、鐵路在風化、降雨和地震等作用下，也會引起邊坡的變形和破壞，如坡面沖刷、剝落、崩塌等。因此，黃土高邊坡的變形破壞是一種常見、多發(fā)、威脅人民生命財產(chǎn)安全的地質災害現(xiàn)象。　　2國

3、內外研究現(xiàn)狀　　黃土高邊坡災害不僅危及人民生命、財產(chǎn)的安全，而且直接影響區(qū)域國民經(jīng)濟的順利發(fā)展，因此，對此開展研究十分必要。其中，邊坡變形是邊坡產(chǎn)生破壞的首要前提，是邊坡穩(wěn)定狀態(tài)最直觀的反映。因此，其變形破壞特征，是研究重點和難點，是邊坡災害預測、預防、預報和有效防治的理論基礎。　　上世紀80年代，國際工程地質協(xié)會將瓦恩斯的滑坡分類方法作為國際標準，即按照運動形式，邊坡可分為傾倒、流動、側向擴離、崩塌和滑動[2]?！　」鹊抡竦龋?979）[3]、孫玉科（1980）[2]將邊坡的變形破壞模式歸納為：張裂順層追蹤破壞模式、追蹤平推滑移模式、水平剪切變形模式、傾倒變形破壞模式、順層

4、高速滑動模式。　　盧肇鈞（1989）[4]通過分析土體變形破壞的機理，發(fā)現(xiàn)土的各向異性、土中的孔隙水、應變、受力時間和加載速率、應力會影響土的變形和破壞?！　O廣忠（1993）[5]把邊坡變形破壞的類型總結為：傾倒變形、崩塌、追蹤節(jié)理面破壞、潰屈破壞、水平滑動、塊體滑動、沿層面滑動、圓弧滑動?！　∨硐孺诘龋?995）[6]通過分析萬縣豆芽棚邊坡的變形破壞特征，發(fā)現(xiàn)在遭遇洪水或者暴雨時，邊坡的變形會進一步加劇?！　￡愂亓x（1996）[7]利用土的應力應變特性，將黃土滑坡分為漸進破壞和突然失穩(wěn)兩類[8]?！　〗鸬络牐?000）[9]將邊坡變形分為六類：剝落、張裂、蠕動、坍滑、滑動

5、、崩塌。　　倪萬魁、劉東燕、張永興（2002）[10]采用有限元法模擬了某黃土高邊坡在不同降雨和地震條件下坡體應力場的變化，結果發(fā)現(xiàn)：隨著降雨的入滲，土體中含水量也逐漸增大，其塑性破壞區(qū)域不斷擴大；地震使坡體中最大主應力和剪應力明顯增大，應力集中帶的范圍擴大，坡體內塑性區(qū)也隨之迅速擴大；黃土高邊坡的變形破壞方式主要為滑塌型，其過程為：坡體蠕動→后緣拉裂→滑帶在坡體中下部形成并向兩側擴展→剪出口形成→坡體突滑?！　×硗?，根據(jù)野外調查和前人總結資料，王庚蓀（2001）[11]、陳志新等（2002）[12]、何紅前、陳志新、葉萬軍等（2005）[13]、王兆云、陳芳（2007）[1

6、4]、吳萍、張駿、趙雄偉（2007）[15]、王念秦、羅東海、姚勇（2009）[16]、李長發(fā)、鄒乾勝、羅東海（2010）[17]等對黃土高邊坡變形破壞的基本形式、模式進行了進一步研究。　　盡管眾多學者進行了這方面的探索、研究，但黃土高邊坡的變形破壞特征仍然以其特征不明確性、變形難覺察性、破壞不確定性等方面制約著地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展。　　3黃土高邊坡變形破壞類型及特征　　黃土高邊坡的變形破壞可分為坡面破壞和坡體破壞兩大類。坡面破壞是坡體自身穩(wěn)定性滿足要求，但因為坡面長期暴露在自然環(huán)境中，在各類外地質營力作用下，坡面土體發(fā)生失穩(wěn)，包括坡面沖刷、剝落和濕陷變形；坡體破壞是因為坡體自身的

7、穩(wěn)定性不滿足要求，隨著時間的推移，邊坡開始發(fā)生變形而最終失穩(wěn)，包括崩塌、坍（滑）塌、滑坡[18]?！　?.1坡面沖刷　　坡面沖刷是指降雨形成的坡面水流，在自重作用下向下流動，愈向下流速愈大，并沖走坡面表層土體的現(xiàn)象。使坡面形成溝狀或洞穴狀，是常見的路塹邊坡變形破壞形式[13]。　　沖刷主要受坡比的控制，坡比直接影響流速和匯水面積。坡面越陡，流速越大；坡面面積越大，匯流水的厚度也越大，沖刷力就越強[19]。在黃土邊坡的設計中，坡比一般最好控制在1：0.4～1：0.75。　　3.2剝落　　??落一般多發(fā)生在