论文导读:：边坡稳定性问题一直是岩土工程界的一个重要研究内容，它涉及矿山工程、土木工程、铁路公路工程、水利水电、港口、废渣及垃圾处理等诸多工程领域，以及山坡、岸坡等自然领域。本文介绍了边坡稳定性分析中比较常用的方法——极限平衡法的基本原理，并且以某煤矿坡建筑场区为例说明了其应用，并给出相应的支护加固方案。
论文关键词：边坡稳定性，极限平衡法，边坡支护加固
1．引言
边坡(斜坡)是人类工程和经济活动中最普遍的地质地貌环境。它是岩石圈的天然地质和工程地质的作用范围内具有露天侧向临空面的地质体，是广泛分布于地表的一种地貌形态。边坡稳定性研究已有一百多年的历史，特别是近几十年来，随着环境保护与减轻自然灾害十年活动在我国的开展，边坡稳定性评价与滑坡预测已经成为具有特色的工程地质课题之一。
对于煤矿岩石高边坡极限平衡法，影响稳定性的因素总体上分为地质因素及非地质因素两类发表论文。前者是滑坡发生的地质基础条件，后者则为滑坡的发生提供了外动力因素和触发条件。影响边坡稳定状态的地质因素包括边坡岩体的结构特性、介质结构特性、地下水状态、水文地质条件及地应力等;非地质因素包括大气降雨、振动、坡脚切层开挖以及边坡下面地下开采等。
2．边坡稳定性分析
边坡稳定性分析理论在国内外的发展经历了一个很长的历史时期，国内外不少专家学者对其进行过研究，稳定性分析方法很多，如：定性分析方法，定量分析方法，不确定分析方法，确定性和不确定性方法的结合，物理模拟方法等。
2.1极限平衡法基本原理
现在边坡稳定性分析中比较常用的方法是极限平衡法。该方法基于该原理的方法很多，如瑞典圆弧法、Bishop法、Janbu法、Sarma法、Morgenstern-Price法极限平衡法，Spencer法，不平衡推力法等，并且开发了相应的计算机程序。
极限平衡法的基本原理是根据边坡破坏的边界条件，应用力学分析研究的方法，对可能发生的滑动面，在各种荷载作用下进行理论计算和抗滑强度的力学分析。通过反复计算和分析比较，对可能的滑动面给出稳定性系数。
一般建立在极限平衡原理基础上的边坡稳定性析方法包含强度准则、静衡、安全系数定义三个原则。
1）强度准则
现行的边坡稳定性分析方法中一般都是基于摩尔—库仑强度理论：
由库仑理论知，土的有效应力强度表达式为：
式中： ——土的抗剪强度（kPa）；
 ——作用在剪切面上的法向就力（kPa）；
 ——土的内摩擦角（°）；
 ——土的粘聚力（kPa）；
 ——孔隙水压力（kPa）发表论文。
2）静力平衡条件
将滑动土体分成若干条块（如图1.1），每个条块和整个滑动土体都要满足力和力矩平衡条件，在静力平衡方程组中极限平衡法，未知数的数目超过了方程式的数目，解决这一静不定问题的办法是对多余未知数作假定，使剩下的未知数和方程数目相等，从而解出安全系数的值。
图1.1边坡稳定性分析简图
2）安全系数
边坡沿某一滑动面滑动的安全系数是指土体沿某一滑动面的抗滑力（矩）和滑动力（矩）之比值。
3. 工程实例
3.1工程概况
本工程为山西太原某煤矿边坡建筑场区。该建筑场区位于山脉东翼，呈西南高东北低的低中山区，区内山高坡陡，沟谷纵深。场区地貌单元属低中山斜坡，由勘探揭露，场区地层根据地层时代，成因类型和土特性的差异极限平衡法，大体划分为以下6个工程地质单元体：回填土、粉土、滑坡体产物、紫红灰绿色砂质泥岩、灰绿色细粒含泥质长石石英砂岩。
3.2边坡稳定性分析
选定其中剖面I—I’为计算分析的对象。
勘探结果表明，剖面I—I’的地层分布为，上部表面是主要有回填土、碎块石土、砂质泥岩强风化层和砂质泥岩微风化层，剖面图如图2所示
图2 I—I’剖面图
针对上述剖面，采用极限平衡法，计算正常状况下的安全系数以及在地震和暴雨情况的安全系数。剖面I—I’都存在着强风化泥岩，在地下水或者雨水的情况下，泥岩的力学性能明显降低，预计会产生滑坡。
由于所研究的边坡是折线形滑坡，因此采用不平衡推力法计算在不同情况下的最小安全系数发表论文。得到的滑动面如图3所示。由于滑动面均穿越强风化砂质泥岩极限平衡法，在遇水或者地下开采的情况下，其力学性能减弱明显，很容易产生变形，因此该滑动面成了边坡最不稳定部位，最容易出现滑移。表1是关于边坡通过不平衡力传递系数法计算在不同边界条件下的最小安全系数，可以看出边坡的稳定状态。
图3 I—I’剖面图滑坡图
表1 边坡计算剖面安全系数统计表
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边界条件
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正常
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暴雨
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地震
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最小安全系数
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0.977
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0.787
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0.973
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由于滑坡体内地下水位位于滑动面附近，水的润滑作用对滑坡的稳定极为不利，根据极限平衡法稳定计算结果，滑坡体处于极限平衡状态偏不稳定状态，结合在根据滑坡的变形特征和变形监测结果极限平衡法，目前滑坡比较活跃，变形速率平均为 0.5mm/d，最大变形速率高达0.92mm/d，因此需要通过进一步剖面的稳定性，以及最有可能产生滑坡区段，以确保的设计支护方案准确性。
4. 边坡支护加固方案
目前对滑坡和边坡的治理方案较多，常用的有挡土墙、抗滑桩、土钉墙等，结合本工程的实际特点，本着经济、安全和便于施工的原则采取如下加固方案：
在滑坡区采用抗滑桩、瓦斯抽放，设置截、排水沟以及聚丙烯混凝土喷层的加固方式。并且且建立监测预警。
参考文献：
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[5]杨延毅.岩质高边坡综合加固效果与机理研究现状及发展展望[J]. 第一届全国大坝岩体力学研讨会论文集，成都科技大学出版社，1993，259-265
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