邊坡坡面破壞的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

　　摘 要: 邊坡防護(hù)問題一直以來便是工程領(lǐng)域的一個(gè)重點(diǎn)，也是諸多學(xué)者研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。就邊坡坡面破壞問題，通過閱讀大量文獻(xiàn)，總結(jié)國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)邊坡坡面破壞特征的研究，以期增加對(duì)邊坡坡面破壞形式的認(rèn)識(shí)并為邊坡坡面防護(hù)的施工提供參考。

　　關(guān)鍵詞: 坡面破壞，邊坡防護(hù)，植被防護(hù)

　　1 邊坡破壞模式

　　邊坡是土體、巖體或者土石混合體在自然條件作用下，以某一傾角自然堆積形成的地質(zhì)體，在我國(guó)有大量的分布。原始自然堆積形成的邊坡是安全的，但在經(jīng)歷自然風(fēng)化、雨水沖刷和人類活動(dòng)等影響后，可能會(huì)出現(xiàn)邊坡整體破壞或者局部失穩(wěn)等情況。目前，諸多學(xué)者通過大量的室外勘察、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬等方法對(duì)邊坡的整體或者穩(wěn)定性進(jìn)行了深入的研究。

　　1. 1 坡面剝落

　　坡面剝落是一種常見的邊坡破壞形式，坡面剝落雖然不能定義為坡體的整體破壞，但同樣是一種較嚴(yán)重的邊坡變形或破壞現(xiàn)象，且這種破壞的修復(fù)工作在實(shí)際工程中往往面臨各種困難。

　　1. 2 坡面沖刷

　　坡面沖刷會(huì)引起大量的水土流失，使坡面成溝狀或洞穴狀，一般形成坡肩沖刷坍塌、坡面沖刷串溝、坡面沖刷跌水、坡腳沖刷淘空、坡面沖刷溝穴、巖石接觸的沖刷溝穴等。

　　1. 3 沖溝

　　小規(guī)模的水流沖刷會(huì)形成坡面沖刷，但當(dāng)水體的流量較大，坡面土體強(qiáng)度分布不均勻時(shí)，水流會(huì)由原先均勻水流合并成流量較大的水流，并夾雜著一些土體。隨著土體被大流量的水體帶出，邊坡會(huì)形成一條條明顯的沖溝。

　　1. 4 坡面崩塌

　　邊坡塌方是一種最危險(xiǎn)的破壞形式，整塊的邊坡土體一次性傾瀉而下或者滑動(dòng)，具有強(qiáng)大的破壞力，也會(huì)改變邊坡原有的結(jié)構(gòu)形式。

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　　摘 要：長(zhǎng)河壩電站壩肩開挖為高邊坡開挖，施工中為防止渣料進(jìn)入河道,設(shè)計(jì)使用了擋渣墻來阻止開挖料，非常有效。擋渣墻的修建，既有利于施工，又有利于環(huán)保，對(duì)于一般水電高邊坡開挖有一定的參考價(jià)值。

　　2 邊坡穩(wěn)定性問題研究現(xiàn)狀

　　2. 1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

　　近年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)邊坡開挖誘發(fā)地質(zhì)滑坡的機(jī)理方面做了廣泛的研究。目前主要通過數(shù)值軟件的模擬和現(xiàn)場(chǎng)勘查對(duì)邊坡穩(wěn)定性問題進(jìn)行研究。

　　2006 年，馮剛[1]以西堠門大橋?yàn)橐劳泄こ?，研究?GPS2 型主動(dòng)防護(hù)新技術(shù)在邊坡防治中的應(yīng)用。西堠門大橋基巖裸露，上部坡度比較陡峭，并且風(fēng)化程度嚴(yán)重，植被發(fā)育。在此種情況下，處置時(shí)，還要遵循保證構(gòu)造物安全; 避免崩塌落石情況發(fā)生; 環(huán)保美觀的原則。在此基礎(chǔ)上，選用了 GPS2 型防護(hù)系統(tǒng)施工。分析了 GPS2 型防護(hù)系統(tǒng)的工作原理以及其優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)檫@種系統(tǒng)安裝便捷，后期維護(hù)方便; 并且能縮短工期，利于地下水和滲透水的排除，減少植被破壞從而達(dá)到環(huán)保美觀的效果。馮剛依托西堠門大橋?qū)?GPS2 型邊坡防護(hù)系統(tǒng)的研究為類似工程提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

　　2008 年，劉平平從巖石風(fēng)化角度出發(fā)，研究了針對(duì)以風(fēng)化巖石的邊坡防護(hù)措施，并闡述各種防護(hù)措施的適用情況。其中護(hù)面墻適用于易風(fēng)化的片巖、頁巖等地質(zhì)條件，采用護(hù)面墻能夠有效防止巖石繼續(xù)風(fēng)化而引起的邊坡破壞，包括實(shí)體護(hù)面墻、面墻、拱式護(hù)面墻和肋式護(hù)面墻等形式; 噴混防護(hù)適用于堅(jiān)硬巖石風(fēng)化破壞后節(jié)理發(fā)育的巖質(zhì)邊坡或者適用于上部和下部風(fēng)化不均的邊坡。錨桿鐵絲網(wǎng)噴混防護(hù)措施適用于風(fēng)化破壞層較厚或者風(fēng)化嚴(yán)重的邊坡，此時(shí)，必須采用錨桿鐵絲網(wǎng)這種既有防護(hù)又有加固作用的防護(hù)措施。

　　2009 年，莫開燕[2] 以什運(yùn)至邦溪公路為依托工程，研究了 SNS 柔性防護(hù)系統(tǒng)在石質(zhì)邊坡的應(yīng)用。SNS 系統(tǒng)主要由鋼絲繩網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、鋼絲格柵組成。研究表明 SNS 系統(tǒng)主要有主動(dòng)防護(hù)和被動(dòng)防護(hù)兩大防護(hù)類型，具有高強(qiáng)度的同時(shí)又有一定的柔性，對(duì)于防護(hù)崩塌落石、風(fēng)化等地質(zhì)災(zāi)害具有顯著作用。此外，SNS 系統(tǒng)具有優(yōu)良的開放性，利于地下水的排出，防止因?yàn)樗畨毫Χ鸬倪吰率Х€(wěn)。莫開燕總結(jié)了 SNS 系統(tǒng)安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)類似石質(zhì)邊坡防護(hù)問題起到了借鑒作用。

　　2014 年，郭麗霞[3]依托某高速公路工程，闡述了幾種邊坡防護(hù)的措施。包括種草植樹、平鋪草坪等植被防護(hù)，并說明各種植被防護(hù)措施的適用條件以及優(yōu)缺點(diǎn)，如種草防護(hù)適應(yīng)于草類容易生長(zhǎng)的邊坡，平鋪草坪適應(yīng)于陡峭邊坡，植樹防護(hù)適用于風(fēng)化嚴(yán)重的土質(zhì)邊坡，如存在不適于樹木或者灌木生長(zhǎng)的砂類土，可進(jìn)行局部換填成粘質(zhì)土。除植被防護(hù)之外，還可以進(jìn)行錨桿框架梁防護(hù)施工，主要工序包括測(cè)量放線、錨桿施工、框架梁基槽開挖、模板安裝和鋼筋綁扎、混凝土澆筑以及混凝土養(yǎng)護(hù)。除此之外，還可以用漿砌片石骨架等方式進(jìn)行邊坡防護(hù)。郭麗霞的分析闡述較為詳細(xì)，為邊坡防護(hù)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

　　2015 年，王闊然，房國(guó)龍[4]以湄公河大橋?yàn)橐劳泄こ?，重點(diǎn)分析了邊坡滑塌的主要原因在于砌筑砂漿用量不足，未做防滑平臺(tái)和泄水孔反濾層，護(hù)坡基礎(chǔ)承載力不足，導(dǎo)致邊坡裂縫出現(xiàn)進(jìn)而引發(fā)滑塌，且破壞已不能進(jìn)行再次施工，因此，王闊然、房國(guó)龍主張對(duì)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行優(yōu)化，控制施工質(zhì)量，從根源上達(dá)到邊坡防護(hù)的目的。

　　2017 年，張巧紅[5]以福建省某公路為依托工程，詳細(xì)介紹了植被防護(hù)和工程防護(hù)兩種措施。其中植被防護(hù)方式主要包括陡坡水平階栽植護(hù)坡、柴草網(wǎng)格障蔽、三維植被網(wǎng)、液噴綠化護(hù)坡等方式，并指出柴草網(wǎng)格因?yàn)槠浣?jīng)濟(jì)適用性較高，在公路路基邊坡或類似工程中是最佳的防護(hù)措施。當(dāng)不適合植被防護(hù)時(shí)，便可以采用噴漿錨固等措施進(jìn)行工程防護(hù)。張巧紅從植被防護(hù)以及工程防護(hù)的闡述對(duì)類似工程具有一定參考作用。2017 年，周友闡述了路基邊坡防護(hù)的重要意義，指出邊坡破壞的幾種原因，并且給出了進(jìn)行邊坡防護(hù)的措施。

　　2018 年，劉麗[6]基于重慶某山區(qū)公路研究了強(qiáng)暴雨地區(qū)邊坡穩(wěn)定性問題。研究指出: 出現(xiàn)強(qiáng)暴雨時(shí)，滲流場(chǎng)分布和滲水壓力是影響邊坡穩(wěn)定的重要因素。并采用數(shù)值模擬的方法得出重要結(jié)論: 雨水容易造成邊坡土體的軟化，抗剪強(qiáng)度隨之降低，尤其當(dāng)降雨量達(dá)到 205 mm/d 時(shí)，邊坡安全儲(chǔ)備較小; 而且，邊坡穩(wěn)定性會(huì)隨著降雨強(qiáng)度的增大而減小。

　　綜合以上分析可以看出，目前關(guān)于軟弱土在凍融循環(huán)作用下的力學(xué)特性研究尚不完善。且由于試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方案、試驗(yàn)方法的差異，得出的結(jié)論具有明顯的特異性。

　　2. 2 國(guó)外研究現(xiàn)狀

　　隨著時(shí) 間 增 長(zhǎng)，邊坡坡面土體將承受多次凍融循環(huán)。P. Viklander 采用 X 射線對(duì)經(jīng)歷凍融循環(huán)土體顆粒結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn): 重塑土體在 1 次，2 次，4 次和 10 次循環(huán)后，部分顆粒出現(xiàn)了上下運(yùn)動(dòng)的情況，使得土樣的孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，表現(xiàn)在滲透系數(shù)的增加; Van Bochove，Eric 等通過室內(nèi)試驗(yàn)和分析，得出了凍融循環(huán)會(huì)對(duì)土樣的微細(xì)觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響的結(jié)論; Maria Hohmann Porebska 凍融循環(huán)后土樣的強(qiáng)度特性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn): 凍融循環(huán)對(duì)土樣的粘聚力影響大于對(duì)內(nèi)摩擦角的影響;

　　Meiye 和 Mier Weisiqie 等人結(jié)合有限元分析模型和室內(nèi)試驗(yàn)，研究了土的物理特性、降雨特性差異對(duì)不同坡長(zhǎng)、傾角的邊坡穩(wěn)定性和破壞模式的影響; 約奧契斯蒼、托利亞斯基等人通過對(duì)已滑坡邊坡的分析，研究了人類活動(dòng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響; 美國(guó)農(nóng)業(yè)部于 1960 年建立了最早的通用土壤流失方程，該方程綜合考慮了降雨大小、邊坡傾角、坡長(zhǎng)和土壤腐蝕因子對(duì)邊坡坡面破壞的影響; Willams 于 1975 年獲得了修正的土壤流失方程，獲得了較好的匹配效果。

　　3 結(jié)語

　　邊坡坡面的破壞形式有多種，主要包括剝落，沖刷，沖溝，崩塌四種。

　　坡面防護(hù)主要分為工程防護(hù)和植被防護(hù)兩種類型，工程防護(hù)主要有護(hù)面墻，噴漿錨固等措施，植被防護(hù)主要有種草植樹，平鋪草坪等措施。要根據(jù)邊坡的特性，選擇合適的防護(hù)措施。同時(shí)，也可以采用工程防護(hù)與植被防護(hù)相結(jié)合的措施，如土工( 網(wǎng)) 格柵植草綠化技術(shù)、土工格室植草綠化、掛三維網(wǎng)噴播植草技術(shù)等。

　　針對(duì)邊坡坡面容易發(fā)生的破壞形式，采用合適的防護(hù)方式，以提高支護(hù)效果。

　　參考文獻(xiàn):

　　[1] 馮 剛. GPS2 型主動(dòng)防護(hù)新技術(shù)在邊坡防治中的應(yīng)用[J].中外公路，2006( 6) : 7-9.

　　[2] 莫開燕. SNS 柔性防護(hù)在石質(zhì)邊坡防護(hù)中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)水運(yùn)( 下半月) ，2009，9( 5) : 158-160.

　　[3] 郭麗霞. 公路路基邊坡防護(hù)施工措施分析[J]. 華東公路， 2014( 3) : 102-103.

　　[4] 王闊然，房國(guó)龍. 淺談路基邊坡滑塌防護(hù)設(shè)計(jì)[J]. 公路交通科技( 應(yīng)用技術(shù)版) ，2015，11( 9) : 94-95.

　　[5] 張巧紅. 公路路基邊坡坡面防護(hù)關(guān)鍵點(diǎn)探究[J]. 四川建材， 2017，43( 8) : 123-124.

　　[6] 劉 麗. 干線公路強(qiáng)暴雨對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響與防護(hù)設(shè)計(jì)[J]. 公路工程，2018，43( 4) : 253-257，262.

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