高边坡设计论文篇1
2.1基于过程模拟与控制的高边坡稳定性评价及灾害控制方法研究
高边坡岩土体具有地质体所具备的地质过程特性，对岩石进行的高边坡稳定性评价的主要目的就是对边坡变形破坏的过程以及机制进行阐述，并且基于地心力学来对问题进行刻画，实际上这种对岩石高边坡进行的稳定性评价更具体说来应该是一个变形稳定性的问题。对变形稳定性的分析是指对高边坡的变形以及相关的破坏情况、破坏机制进行研究，并且结合数学、力学以及计算机技术，利用数值模拟的方法来对边坡变形的过程进行模拟演示，并且对变形过程进行控制，基于这种模拟研究的结果对边坡的稳定性进行相关评价。变形稳定性分析的过程是在对应力环境、变形特征、破坏模式、潜在滑面位置进行模拟分析的基础上进行的，但目前对于稳定性系数以及推力值的估计还缺乏足够的理论支持，没有形成一个成熟、准确的计算方法。
2.2重点高边坡稳定性评价
对需要重点进行研究的边坡要随时进行施工跟踪，要注意对实际施工中遇到的岩体结构以及边坡变形的情况进行足够精确、细致的描述，并且要积极收集边坡以及施工过程中的反馈信息，对具体的坡体情况进行分析，根据上述资料以及研究分析，来建立相应的地质模型来反映控制性结构面空间展布特征，并且要根据具体边坡结构的实际特征来进行计算方法的选择，用来研究边坡变形的破坏模式以及稳定性情况。土质边坡、散体结构以及破裂结构边坡的稳定性大多都会受到最大剪应力面的控制，因此，对这类边坡的边坡开挖过程进行研究分析，就要在对潜在滑动面的位置的判断基础之上进行，并且根据强度稳定性分析来对相应的边坡稳定性进行评价，为支护设计的优化提高有效的参数。
2.3重点高边坡支护优化设计
在对边坡支护进行优化中，要由对变形破坏的过程进行模拟来研究边坡开挖过程的不同变形阶段，由地质体所处的演化阶段以及变形破坏机制来对支护方案进行筛选，要按照具体的规范标准来进行静力学设计，要按照数值模拟的结果来研究地质体以及治理工程结构之间的相互作用，并由此来进行方案的优化设计。高边坡优化设计要建立在精准的地质模型的基础上，利用控制过程技术来完成，而且还需要特别关注边坡的稳定性评价，根据原有的设计方案进行改进。边坡优化要注意变形控制以及灾害控制，要将采用适宜的支护措施来是变形控制在允许范围之内，要结合反馈信息以及稳定性分析结果来进行有针对性的优化。
高边坡设计论文篇2
一、高边坡普查
高边坡普查是对于公路施工现场开展地质勘察和环境考察工作。工作的重点是在施工前对于公路的权限高边坡都要进行调查，已将边坡岩体的结构特征明确区分，并对于已出现变形破坏现象要进行分析，并采取必要的措施补救。对于高边坡普查的目的是提出高边坡优化设计方案，并将重点研究边坡筛选出来。公路边坡往往地质条件较为复杂而缺乏稳定性，边坡的高度大于40米。符合研究条件的边坡只有满足了其中的两个条件，就可以进行筛选，并作为重点研究对象。
二、重点高边坡稳定性评价
高边坡岩土体具有地质过程特征。从地质学的角度刻划，评价岩石高边坡稳定性就是要给予边坡变形破坏的机制进行研究，采用数值模拟的方法模拟岩体高边坡的破坏演变过程，根据模拟控制结果评价高边坡的稳定性。变形稳定性分析采取变形理论的稳定性分析与强度理论的稳定性分析结合的方法，形成建立在模拟控制基础上的岩体高边坡稳定性评价，并提出控制方法。
在整个的高边坡施工阶段，高边坡稳定性评价以及支护优化设计始终贯穿于其中，形成一个动态的评价过程。根据高边坡实际特征，可以判断其破坏模式分为结构面控制型和最大剪应力面控制型。那么在工作流程上所形成的技术思路为：根据高边坡变形稳定性分析数据，对于边坡的可能性变形破坏模式进行判断，并分析变形破坏的发展过程。对于潜在滑动面位置的判断，可以根据所监测到的变形破坏信息为参考依据。在支护优化设计上，引荐强度稳定性分析方法，将必要的设计数据计算出来。为了验证支护的效果，可以对于支护的结构与边坡之间所形成的作用关系来完成，以对于设计不断的完善、优化。
从地质状况的角度审视公路的岩体结构，该公路的沿线上分布着板岩和千枚岩，部分地区已经出现了破碎结构，并以层状呈现出来形成倾倒变形体。根据勘测结果，在40个高边坡中，有近一半的边坡已经出现了倾倒变形现象，主要是受到岩体结构的影响，一些折断面则受到岩体特征的影响。那么对于倾倒变形体的评价则要采用以下的途径。
倾倒变形的范围可以采用离散元法对于倾倒变形的演化过程进行模拟，根据公路现场地质实际状况将地质模型建立起来。边坡变形破坏模式可以采用边坡稳定性评价方法进行研究。潜在滑动面的确定上，可以二维有限元研究方法，这主要是针对没有发生变形的边坡或者是变形程度较小的边坡的内应力、变形程度进行分析。如果边坡的变形程度很大，就要采用二维有限元法对于边坡的分布特征进行分期，并以勘测信息以及施工的各种反馈信息作为参考，以获得准确的滑动面位置。边坡稳定性评价所采用的是强度理论，并在此基础上计算出支护设计的参数。
三、重点高边坡支护优化设计
高边坡支护方案的选定，主要是根据变形破坏的“过程模拟”对于岩石体的演化以及变形破坏机制进行研究，以根据变形破坏的实际情况拟定设计方案。设计主要采用的是初步静力学设计，并运用数值模拟研究岩石体与工程结构的作用，以此为依据对于高边坡进行优化设计。不同的破坏模式的边坡所采用的支护方案也会有所不同。针对于原设计方案，要使其得到进一步优化以符合实际需要，就要将“过程控制”技术纳入其中，地质模型要表达准确并建立在高边坡变形控制以及灾害控制的指导基础上，以形成边坡稳定性评价的关键条件，采取必要的支护措施将高边坡的变形控制在规定范围内，并通过监测获得反馈信息验证其效果。高边坡优化设计见下表。
高边坡优化设计方案
结论：
综上所述，本论文针对公路高边坡的稳定性以及优化设计的思路和方法进行探讨，通过变形稳定性的分析，并对于边坡可能破坏的模式以及变形破坏的发展过程进行评价分析，以对高边坡稳定性进一步评价，为支护优化设计提高参考。
参考文献
[1]贾致荣，郭忠印，房建国.济青高速公路南线路堑边坡动态优化设计[J].公路，2002（12）.
[2]黄润秋.岩石高边坡发育的动力过程及其稳定性控制[J].岩石力学与工程学报，2008.27（08）.
高边坡设计论文篇3
0 前言
由于黄土独特的物质组成、结构及其所处的地貌和构造环境，在切割强烈、地形起伏较大的黄土沟壑和塬、梁、峁区修建高速公路，因技术要求和条件限制，不得不进行大量的开挖，形成髙陡的公路黄土边坡。
1 试验段概况
试验段地处黄河中游，位于山西西南边隅，吕梁山南端，东以石头山、金岗岭、姑射山为界与蒲县、尧都区、乡宁接壤，西临黄河与陕西宜川相望，南以下张尖为界与乡宁昌宁镇相接，北以处壑沟为界与大宁相临。
试验段边坡位于黄土低中山区，微地貌为中缓坡，陡坎，路线左侧为刘家沟，沿路线走向地势右高左低，地面总体向刘家沟倾斜。植被发育，主要为荒草灌木，分布于整个路堑范围内。
2 边坡优化理论
本文将采取“陡坡宽台”的设计理念，即在保持边坡总坡率不变的情况下，合理的减少原设计中每一级坡的高度并且增加其单级坡的的坡角。与此同时，增加其各平台的宽度并达到所要求的总坡率。对原坡型进行设计比较，以便找到更适合各区的公路黄土高边坡的合理坡型。
3 优化方案
以三种不同坡型对原坡型进行设计，其具体设计如下所示：
（1）原坡型:第一级坡高8m，坡率为1:0.5，平台宽4m；第二级坡高8m，坡率为1:0.75，平台宽2m；其余每8m高设一级，每级边坡坡率为1:0.75，并设2m宽平台。在32m和40m高处设8m和4m的宽平台（图3-1）。
（2）方案一:第一级坡高8m，坡率1:0.4，平台宽度4m；其余每4m高设一级，每级边坡坡率1:0.4，并设2m宽平台。在16m、32m和40m高处设4m、6m和6m宽平台（图3-2）。
（3）方案二:第一级坡高8m，坡率1:0.3，平台宽度4m；其余每4m高设一级，每级边坡坡率1:0.3，并设2m宽平台。在16m、24m、32m和40m高处设4m、4m、8m和6m宽平台（图3-3）。
（4）方案三:第一级坡高8m，坡率1:0.5，平台宽度3m；其余每4m高设一级，每级边坡坡率1:0.5，并设2m宽平台。在32m和40m高处设6m和6m宽平台（图3-4）。
3-1 山西省原公路边坡设计 图3-2 1:0.4坡型设计
图3-3 1:0.3坡型设计 图3-4 1:0.5坡型设计
4 优化经济对比
由于坡率和坡高的不同会引起坡型的改变，从而导致土石方的削方量不同，使其工程预算也随之改变。然而，预算的不同往往能影响投资者和施工者对该工程的期望和施工。因此，设计一个结构上稳定、经济上合理、外观上美观的边坡是至关重要的，本文对不同坡率的设计坡型与原坡型在其削方量上进行对比，其对比结果如表4.1所示。
表4.1 不同坡率的设计坡型与原坡型在削方量上对比
根据山西省工程预算定额的规定，按要求根据上述的汇总数据对以上四种不同坡型的土坡进行工程预算，其中包括直接工程费、施工技术措施费、施工组织措施费、综合费用、规费、税金及总价等一系列的资费。其总预算如表4.2所示。
5 结论
在坡体稳定的基础上，对原设计和优化设计的四种不同的坡型经过经济比对可知，坡率为1:0.3的坡型所需的预算最少，原设计方案所需的预算最高，坡率为1:0.4和1:0.5的坡型所需的预算居中，达到对坡体进行优化的效果。
参考文献：
[1]中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范（JTJ013-95）.人民交通出版社，1995.11
[2]交通部第二公路勘察设计院.路基（第二版）.人民交通出版社，1995.11
高边坡设计论文篇4
边坡是自然或人工形成的斜坡是工程建设中常见的工程形式，由于复杂的地形地质条件，滑坡与高边坡工程始终是山区铁路和公路建设中的一个重大工程地质问题，边坡在自然或人为因素作用下的破坏形式主要表现为滑坡、滑塌、崩塌和剥落。许多论著和规范都进行了系统论述，本文结合近年来我国山区公路建设中的滑坡及高边坡的研究和工程实践，简要介绍滑坡与高边坡变病害防治技术的发展概况、监测和防治技术等诸多方面取得的主要成果和经验及尚待研究探索的问题。
二滑坡与高边坡病害防治技术的发展概况
边坡研究的基础理论是建立在土力学和岩石力学之上的，所以土力学和岩石力学的成就和发展决定了对边坡研究的完善程度。早在20世纪50年代，我国铁路部门就遇到了严惩的滑坡与高边坡问题，因此对其研究起步较早。我国的滑坡与高边坡理论与实践主要是伴随20世纪60~70年代以来西南地区铁路建设、水电开发和大型露天矿山开采的需求发展起来的，首次采用抗滑技术并获得成功，由于它具有布置灵活、施工简单、对边坡扰动小、开挖断面小、圬工体积小、承载能力大施工速度快等优点，1985年修订的《路基设计规范》，抗滑桩作为一种主要措施被推荐。
20世纪90年代末期，由于锚固技术理论研究和岩浆机械突破性的发展，开始采用锚喷防护技术，对高边坡提供了一种施工简单、快速、安全的处治防护手段。90年代初，非线性科学被引入到边坡灾害的研究中。人们借助于非线性科学，认识到系统形成与演变的非线性特性，相继建立了一些初步描述边坡行为的动力学方程，提出了一些基于突变理论、分形理论及非线性动力学理认的预测模型。压力注浆加固手段及框架锚固结构越来越多用于边坡处治，尤其是用于处治高边坡防护工程中，能解决高边坡深层加固及稳定性问题。
我国岩石高边坡的稳定性控制和监测技术的进步，其标志性成果是大吨位岩石锚固工程的开展，我国先后在天生桥水电站二级厂房后高边坡、黄河小浪底进水口高边坡、长江三峡船闸高边坡、链子崖危岩体高边坡等应用大吨位岩石锚固技术对高边坡实施了成功的加固处理。
预应力锚固技术在我国铁路路基边坡加固中也得到了广泛应用，其中比较典型的实例是南昆铁路八渡滑坡整治工程。滑坡主滑体长约310~340m，宽400~540m，厚20~40m，体积约290×104m3；次级滑坡长约200m，宽约380m，厚10~20m，体积约130×104m3。滑坡加固过程中施工了132根、总长6400m的6束预应力锚索，锚索平均长度50m，最长的75m，锚固段长度10m，施加的预应力为800kN。
目前可被采用的边坡加固措施很多，有削坡减截技术、排水与截水措施、锚固措施、砼抗剪结构措施、支挡措施、压坡措施以及植物框格护坡、护面等，在边坡治理中强调多措施综合治理原则，以加强边坡稳定性。然而随着工程建设规模加大，尤其是山区高速公路建设的增多，边坡高度增高，复杂性增大，对边坡处治技术要求越来越高。
三 滑坡与高边坡病害防治的研究现状
改革开放以来，我国的公路建设有了较大发展，尤其是随着高速公路向山区延伸，公路建设中遇到 了前所未有、突如其来的高边坡与滑坡、长大深埋隧道和高架长跨桥等复杂艰险的公路工程地质问题。
与水利、矿山、城市建设不同，高等级公路和铁路都是线状工程，要穿越不同的地貌单元和岩层分布区，其遇到的高边坡使用年限较长，属永久边坡工程。它涉及的边坡以点多、线长、类型多为特点。
由于特殊的地形和地质环境，在建设中出现了从多高边坡和滑坡问题，施工开挖后发生了许多边坡变形，既增大了工程投资，又延误了工期，甚至破坏已有工程设施。面对飞速发展的山区高速公路建设中出现的大规模滑坡和高边坡病害，交通部门各单位十分重视，一方面借鉴铁路等部门的经验和技术，开放市场，引进了大量技术力量雄厚的勘察设计和研究单位；另一方面，针对高速公路建设中出现的滑坡与高边坡病害、特殊岩土（膨胀土、盐渍土、多年冻土、黄土、岩溶、沙漠、红层）等一系列的特殊和突出路基病害问题，开展了大量研究，并设立了西部开发交通建设专项研究基金，共设立251个研究项目，其中涉及滑坡与高边坡防治技术的有24项。这些科研成果的转化和推广应用，不仅为山区高速公路建设提供了可靠的技术支撑，取得了巨大的经济效益和社会效益，同时也推动了我国的滑坡与高边坡病害防治技术理论和实践的发展。
四 存在的问题
虽然公路建设结合山区高等级公路建设中的滑坡、高边坡病害防治的工程实践进行了大量的研究和总结，取得了显著的研究成果，并逐步接近或超过国内外水平，但对以下几方面的问题尚需进一步研究和探索：
在工程地质评价方面，一方面对地质选取线重视程度不够，对区域工程地质条件研究程度不足，致使高速公路一些区段仍先在大型古老滑坡和滑坡、崩塌连续分布地段，或岩层顺倾（顺层）地段，开挖后老滑坡复活和产生大量的新滑坡。另一方面，路线勘察中重桥隧而轻路基，桥、隧勘探量相对较多而对高边坡很少进行勘察，忽视了高边坡的工程地质勘察，设计中高边坡数量过多的高度过大。
设计人员普遍存在对边坡地段的地形地貌、地层岩性、风化破碎程度、构造、坡体结构和地下水分布以及自然斜坡的稳定状况等了解程度不足，设计的坡形、坡率和坡高及相应的加固、排水和防护措施与当地岩土特性不符，从而产生了大量的高边坡失稳破坏事例。
高边坡的施工应尽快制定科学的施工方法和细则，对施工季节，工序和办法，施工中爆破的药量控制，以及施工中的监测方法、分析和反馈系统有一个严格的规定。高边坡应贯彻动态设计、信息化施工原则，根据开挖后的实际地质条件调整设计，即地质工作应延伸到施工过程中，保证边坡的长远稳定。
高边坡设计论文篇5
Keywords: ecological protection, loess slope, slope type
中图分类号：S611 文献标识码：A文章编号：
近年来，生态环境保护的要求和全国绿色通道建设的需要，使得越来越多的生态护坡技术应用于铁路、公路、市政工程的边坡防护。然而，我国黄土路堑边坡的坡型设计主要是在工程类比法的基础上按照规范进行，设计的边坡形式以窄平台陡边坡的阶梯式为主。调查发现，在这种的窄平台陡边坡坡型上进行植物防护的效果并不理想。
为此，本文以郑西客运专线湿陷性黄土路段为例，探讨考虑生态防护要求的黄土路堑边坡的合理坡型。
基于稳定性分析的坡型设计
1.1计算原型概况
郑西客运专线湿陷性黄土路段属黄河二级阶地，地形总体平坦开阔，两侧略高，高程400～430m，相对高差约30m。地层人工填土（Q4ml）、砂质黄土(松软土)（Q3eol+al）、砂质黄土（Q3eol+al）、砂质黄土（Q3eol+al）。
1.2有限元分析
1. 2.1 建立计算模型
边坡的单级坡高、坡比和平台宽度是边坡设计中需要重点考虑的问题，它直接关系到黄土边坡的稳定性、经济性和生态性。将三者最优化组合，是黄土边坡坡型设计的指导思想。考虑不同的设计坡型，分别建立计算模型，并划分网格。在不同坡型的计算模型建立中，原始坡面线、地层界线和开挖路基面的位置始终固定，只改变坡型（即开挖线）。
计算模型设计中，坡型主要参数为单级坡高：6m、8m、10m；平台宽度：3m、4m、5m；坡比：1：0.75、1：1.0、1：1.25，共计算坡型27种。
1. 2.2 定义计算分析变量
边坡在开挖工况中由于开挖卸荷势必会在坡体内产生应力调整，调整的结果是产生坡体变形位移场，主要分析如下2个计算变量：
（1）边坡最大位移Us
（2）最大位移高度（路基面到边坡最大位移点的竖直高度）Hus
1. 2.3 计算结果分析
开挖工况下，边坡和路基主要表现为卸荷回弹，位移矢量以竖向分量为主，受原始地形与开挖后边坡形状的控制。
边坡最大位移Us在各设计坡型下的计算结果如图2所示。由图分析得，总的变形趋势是随坡比的增大，Us也相应的增大。边坡在开挖工况下表现为卸荷回弹，坡比越缓，则坡体开挖范围越大，相应的回弹位移也越大。在坡比单级坡高相同的条件下，则是台阶越宽，位移越大，这一变形特征同样表明坡体开挖范围越大，则边坡开挖变形越大。而在坡比台阶宽度相同的条件下，则是单级坡高越高，位移越小。
对应于边坡最大位移Us的最大位移高度Hus基本反映了和单级台阶高度的相关性，如图3所示。当单级台阶高度为8-10m时，Hus等于单级台阶高度，当单级台阶高度为6m时，Hus随坡比和台阶高度有一定变化。
开挖工况中变量Us和Hus均表现出和坡形的强烈相关性，若以Us和Hus尽可能小为设计原则，则该模型的最佳单级坡高应该为8m或10m，台阶宽度宜较小，坡比宜较陡。
因此，通过对开挖施工下黄土边坡的变形规律分析，初步筛选出较合适的边坡坡型，即单级坡高8-10，平台宽度3-4m，坡比1：0.75-1：1。
1.3极限平衡分析
作为工程应用，安全系数的计算是不可或缺的。因此，本文利用二维刚体极限平衡方法，对前面研究所得到的较为合理的边坡坡型做进一步论证分析，以确定最终边坡坡型。安全系数计算结果如表2所示。
极限平衡稳定性分析计算结果表明，h8x4s100（单级坡高8m，平台宽4m，坡比1：1）的坡型为基于稳定性分析的最优坡型。
基于生态防护考虑的坡型设计
2.1黄土边坡坡面植物生长状况的调研
根据对自然黄土斜坡和人工开挖黄土边坡坡面植物生长状况的调研，边坡坡比陡于1：0.5，坡面草本植物生长不良，边坡开挖数十年后，在自然环境下坡面仍难以恢复。即使采用人工方法快速恢复植被，草本植物也会很快退化死亡。而边坡较缓时，随着时间的增长，草本植物会逐渐侵入黄土坡面并定居繁衍，形成稳定的植物群落。
2.2黄土边坡坡度对植物生长的影响
植物防护主要依靠坡面植物的地下根系及地上茎叶的作用保护坡面不受冲刷侵蚀。因此，为充分发挥植物对边坡稳定性的有利作用，边坡坡型必须满足其上植物的生长要求。
上述调研表明，黄土边坡的坡度对坡面植物生长有影响。日本学者山寺喜成对边坡坡度与植物根系的延伸做了较深入的研究。通过研究发现：生长在坡面上草本植物的根系，往往向坡面下方延伸，几乎不向坡面土层深处延伸。当坡比增大、坡面変陡时，根系分布变得稀薄。即使在坡面水土条件良好，其根系先端部位形成疏松风化土层的条件下，根系可能仍向坡面下方延伸的现象。因此，当边坡坡度过陡时，草本植物难以长期稳定地定居于坡面。木本植物的根系特征完全不同于草本植物，木本植物的根系生长虽然也随坡度而变化，但当边坡坡度增大时，根系仍可向山坡侧延伸。而且，根系先端部位一旦形成风化土层，就有根系向其内部延伸，因此，木本植物有较强的固定坡面风化土层的功能，可以防止滑坡等边坡破坏的发生。相对于黄土陡边坡，若黄土坡度较缓，则木本植物的生长更良好，更容易快速地完全覆盖坡面，起到防护的作用。
综上所述，从利于坡面植物生长、快速起到防护作用的角度考虑，黄土边坡的坡比不宜陡于1：1。
结论
本文通过具体实例，探讨了生态防护黄土路堑边坡的合理坡型设计。从稳定性角度出发，得出单级坡高8m，平台宽4m，坡比1：1的坡型设计方案。从发挥生态防护绿色环保及提高边坡稳定性的积极作用的角度出发，综合前人研究结论及大量现场调研结果，得出生态防护黄土路堑边坡的坡比不宜陡于1：1。
参考文献
[1] 范庆春.公路绿化与水土保持初探[J].交通环保,2002,5(10),21-23.
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AbstractThis paper analyses the types of side slope damages，reasons and principles of the damages.This paperalso explain the types，characters and selecting principles of protection methods.
Key wordsSubgrade side slopeSide slope damageDamage principle Protection availability Plant protectionProtection district Compr ehensive protection design
1前言
随着我国公路建设的飞速 发展 ，高等级公路边坡综合防护系统 研究 日渐引起公路部门的重视。边坡综合防护设计是高等级公路设计的重要 内容 之一，需根据公路等级、降雨强度、地下水、地形、土质、材料来源等情况综合考虑，合理布局，因地制宜地选择实用、合理、 经济 、美观的工程措施，确保高等级公路的稳定和高速行车安全，同时达到与周围环境的协调，保持生态环境的相对平衡，美化高等级公路的效果。
长期以来，路基边坡的综合防护技术一直是公路修筑中的一个薄弱环节，我国在80年代中期以前，主要以低等级公路建设为主，由于 交通 量小，深挖高填较少，投资不大，因而防护工程不作为道路建设的主体工程，由此引起的损失亦不大，所以在工程中对边坡的综合防护研究常常被忽视。进入90年代以后，我国高等级公路建设方兴未艾，由于缺乏对防护技术的系统研究，没有成熟的经验供设计部门 应用 ，因此只能用低等级公路的防护技术或供鉴铁路部门的经验来实施局部防护，缺乏综合考虑，从而为工程埋下隐患，造成了巨大的经济损失和不良的 社会 影响 ，有的甚至中断交通，如沈大高速公路鲅鱼圈所以南180km长的路段，后期的工程防治费用占整个工程防治费的80％、京石高速公路在1997年遇到洪水冲击后，很多路段出现路基垮塌，路面悬空的现象，再如众所周知的昆禄路等。据交通部统计，仅1991年因水毁冲毁路基1577km，冲毁路面43733km，冲毁桥梁3606座、涵洞40343道，塌方4171万方，直接经济损失16.86亿元，因排水防护不当使基层与路基含水量增加引起公路整体强度下降造成的损失更是无法统计。 与此同时，防护技术在 理论 方面尚需进一步研究，如边坡的侵蚀机理、边坡水力学特性研究、地区差异性以及公路部门与园林部门的专业交叉研究等等，以便提供边坡综合防护的理论支持和依据。
因此，为降低工程造价，减少或防止道路病害，保持生态环境的相对平衡，确保道路的安全与稳定，急需对高等级公路的边坡综合防护加固技术进行全面系统的研究。
2国内外研究概况 随着我国公路等级和人们生活水平的提高，路基边坡防护日渐引起公路部门的重视。在我国多年的道路工程实践中，积累了不少防护与加固技术的经验。水是公路边坡上土壤侵蚀的主体，公路部门对水流的力学研究都是以明渠均匀流为研究对象，如曼宁流速公式等，利用这些公式进行排水构造物的设计取得了较满意的效果，但如果以此来描述边坡冲刷则有不妥。如我国《公路排水设计规范》(JTJ018-97)中推荐的沟管近似流速公式V＝20·i1／2，即流速与坡角的平方根成正比，而在公路边坡中，随边坡坡角的增大，径流流速确有增大的趋势，但坡角增大导致汇水面积减小，必然使流速减小，所以边坡径流流速应是产流降压强度、坡长、坡度、坡面粗糙系数的综合函数；在圬工防护理论计算方面，库伦理论，朗金理论被广泛应用。随着 科技 的发展，各种新型支档结构和防护型式及CAD程序相继而生，但在设计时，仅从边坡的稳定性等因素出发，很少考虑水对防护的量化冲刷能力和环保因素，如：可否利用工程经济学研究某路段采用集中排水或分散排水?可否用混凝土预制块或网格代替费工费时的浆砌片石?可否用植被防护或综合防护替代全圬工防护等等。由于工程的千差万别，上述问题在规范中仅定性地作了限制，很少给出具体比选方法进行量化计算分析，由此设计出的结果可能一方面是工程达到了防护效果却造成了大量工程资金的浪费，另一方面是防护不当或方案错误导致防护失败，造成巨大资金重复投入，形成不良的社会影响。
高等级公路由于线形标准较高、设计人员素质低、比选方案少等因素，造成路基高填深挖现象普遍存在，同时大交通量给沿线造成的交通污染不但威胁沿线居民的身体健康，而且影响区域的生态平衡。由于诸多原因，我国公路的环保技术研究远远不能适应当今高速公路发展的道路建设要求，同时关于边坡冲刷防护、交通环境美化进行的综合设计也鲜为报道。
在国内植物防护方面，随着人们环保意识的增强和生活质量的提高，在适宜植物生长的土质边坡、服务区、立交区，根据土壤、气候特点栽种花草树木，既可防风护坡，恢复因建路而破坏的生态平衡，美化环境、吸收尾气、诱导视线，还可防止暴雨对路基边坡的击溅冲刷。西北水保所对此进行了大量的研究，并在引用美国通用土壤流失方程式方面取得了一系列成果。贵州毕节公路段做过公路绿化效应及山区公路水毁防治的研究，北京市公路管理处作了一系列公路绿化设计研究，河南省交通厅与天津大学联合完成了"土工合成材料在郑洛高速公路护坡工程中的应用及绿化研究"，交通部科技信息所环保部分别在昆(明)-曲(靖)路，楚(雄)-大(理)路实施了"生物防护与景观再造工程"等等，取得了较好的防护效果，但水对边坡侵蚀冲刷的量化研究仍鲜为报道，理论上缺乏必要的支持。同时由于各处工程项目的地理气候差异性，以及公路植物防护与园林专业的交叉相容，导致了防护物种和设计方案的千差万别，所以将水对土质边坡的侵蚀冲刷研究定量化，确定护坡方法的选择原则，划分不同地区用于公路防护的植物类型及特性，从而确定最佳综合防护设计方案已势在必行。
如前所述，由于理论研究上的不足和设计上的随意性，同时由于国内外不同地区的地理、气候及工程建设规模的差异，决定了不同地区综合防护方案的差异性，所以在侵蚀冲刷机理研究的基础上，对不同地区的高等级公路边坡进行综合系统研究，提出最佳防护设计方案已迫在眉睫。 反思我省的高等级公路边坡防护现状，虽然做了许多实验性尝试，采用了多种防护型式，基本达到了预期防护效果，但仍有许多沉痛的教训值得认真 总结 ，如郑洛路九标1996年边坡水毁，开郑路边坡水毁索赔、安新路个别路段大面积边坡混凝土预制块坍滑等等，归纳起来存在的 问题 有：
(1)缺乏系统的防护方案、措施 研究 和综合设计；
(2)在防护方案、防护型式选择方面缺乏技术、工程 经济 比较 分析 ；
(3)植物物种选择方面，随意性过大，缺乏和园林部门的探讨研究；
(4)由于各地区的差异，缺乏各分区最佳防护典型型式，致使设计人员难以操作。
总之，上述问题的存在，使我省边坡防护设计可能一方面是工程达到了防护效果却浪费了大量的工程投资，另一方面是防护不当导致了路基边坡的早期病害。
3边坡侵蚀机理研究
通过对边坡力学特性研究，可得以下结论：
公路边坡由降雨产生的坡面流与明渠流具有不同的水力学特点，它应该是产流降雨强度、坡长、坡角、粗糙系数的函数。由于坡角增大一方面使势能向动能的转化加快，另一方面却使单位坡长所接受的降雨减少，因此边坡的流速应该存在一个临界坡角，从Muzik的边坡径流平衡时间关系式出发，推导出了一个公路边坡坡面径流流速的关系式(紊流)： 式中，K为系数，L为坡长，a为边坡坡角，n为边坡坡面粗糙系数，δ为产流降雨强度。通过对此式的数学处理得到边坡坡面流速的临界坡角为41°左右；考虑到边坡土壤侵蚀量是流量与流速的函数，进一步推导出公路边坡土壤侵蚀量同样存在一个临界坡角，这个坡角大约在25°左右，这与公路边坡常采用1∶1.5坡率很是接近，因此对边坡的防护应引起足够重视 。
边坡在 自然 界降雨情况下不断经受降雨的袭击，其中一部分下渗，一部分在边坡汇集，形成径流，径流在土颗粒表面产生剪切力，当这种力大到能抵消土的抗侵蚀能力时，土颗粒被径流带走，从而发生侵蚀，这种径流的剪切力与土壤粒抵抗力之间的相互作用不同相可引起溅蚀、溶蚀、片蚀、沟蚀等不同的侵蚀现象。
4边坡防护类型及公路植物特性研究
作者按照材料将路基防护分为3类：植物防护、圬工防护和综合防护。防护分类如图1。
通过对公路植物的特性研究，可得以下结论：
(1)路基边坡土质、酸碱度、气候、降雨等是 影响 公路植物的主要因素，由于路基边坡防护的特殊性，故草种、树种的选择有别于园林绿化；
(2)应根据植物的类型、气候适应性、土壤适应性、抗病性、抗侵蚀冲刷，易粗放管理等要求选择适易的物种用于公路边坡防护；
(3)尽量选用本地的物种，其适应性远远优于引进物种。
5边坡综合防护设计原则与注意事项
(1)“综合设计、就地取材、以防为主、确保施工”是边坡综合防护设计的基本原则；
(2)路基防护应按照设计、施工与养护相结合的原则，深入调查研究，根据当地气候环境、工程地质和材料等情况，因地制宜，就地取材，选用适当的工程类型或采取综合措施，以保证路基的稳固。不要轻易取消或减少必要的防护工程措施，而给养护遗留繁重的工作量；
(3)路基防护措施是根据沿线不同土质岩性、水文地质条件、坡度、高度和当地材料、气候等因地制宜选择，应密切结合路面排水作综合考虑；
(4)护坡 方法 应优先考虑采用植物防护，当土质不宜植物生长及难以保证边坡稳定时，要考虑经济性、施工及效果，采用圬工防护或相应的辅助设施；
(5)在防护方案设计时，应参照上述设计原则，初步选出护坡方法。在施工阶段，要对每个边坡的排水、土质等调查，根据调查结果变更原设计；
(6)在不良的气候和水文条件下，对粉砂、细砂与易于风化的岩石边坡，以及黄土和黄土类边坡，均宜在土石方施工完成后及时防护。路堑边坡应根据边坡岩层组成及坡面弱点分布情况考虑全面防护或局部防护；
(7)对于土路堤的坡面铺砌防护工程，最好待填土沉实或夯实后施工，并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平，坑洼处应填平夯实； (8)对于不宜采用植物或混凝土网格中空植草的破碎岩路堑边坡，应综合考虑地形关系、基岩风化破碎程度、地震、暴雨、漏水、施工难易及经济性等因素，慎重选择喷浆(混凝土)、护面墙，落石防治等方案；
(9)混凝土网格中空植草护坡的目的，是防止受雨水侵蚀和风化严重的土质产生沟槽，及不适宜植物生长的土质和由于周围环境需要绿化的地方。该护坡方法不能承受土压力且造价高于植物护坡，使用时须充分分析；
(10)对于水流、波浪、风力、降水以及其它因素可能引起起路基破坏的，均应设置防护工程。在冲刷防护设计中，可综合考虑河道整治，使防护工程收到更好的效果；
(11)对于冲刷防护，一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段，可在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和混凝土预制板等，以抵抗水流的冲刷和淘刷。需要改变水流或提高坡脚处的粗糙率，以降低流速、减缓冲刷作用时，可修筑坝类构造物。对于冲刷严重地段(急流区、顶冲地区)，可采用加固边坡(砌石护坡)和改变水流情况的综合措施；水下部分可视水流的淘刷情况，采用加固边坡(砌石护坡)和改变水流情况的综合措施；水下部分可视水流的淘刷情况，采用砌石、石笼或混凝土预制板等护底护脚。砌石基础应置于冲刷线以下0.5～1.0m，水上部分采用轻型防护即可；
(12)综合防护应遵循"实用、经济、美观"的指导思想，明确"为行车服务"的目的，在实用、经济的前提下，力求边坡绿化三季有花。
6高等级公路防护区划的思想
为了区分地理区域自然条件对公路防护影响的差异性，并在高速公路边坡设计中对施工防护型式、植物物种选择时有章可依，确保路基边坡的稳定并节约投资，同时按照《公路自然区划标准》(JTJ003-86)中关于"三级自然区划由各地按有关规定自行划分"的指导思想，有必要划分不同地区植物防护主要类型。
我省植物防护主要类型区划以公路自然区划标准为基础，结合高等级公路边坡防护的特点和我省已建高速公路的建设经验，按照气象、地质、地形、物种分布等因素的差异性，将全省划分为A、B、C三个防护类型区(如河南省公路防护类型区划图)。
7河南省高等级公路边坡综合防护推荐方案
7.1河南省A区边坡综合防护推荐方案
主要为黄河冲积所成的低液限粘土和低液限粉土，同时雨量集中，但年降雨量不大，四季分明，所以防护要求不高。间有盐碱地，同时石料缺乏。结合上述研究结果，故推荐A区边护综合防护方案为：沿线路基边坡除桥头路基、水稻田等局部特殊路段采用浆砌混凝土预制块防护外，一般采用植草或种草籽护坡，喷播更佳。
7.2河南省B区边坡综合防护推荐方案 7.3河南省C区边坡综合防护推荐方案 8主要结论
通过对高等级公路边坡防护系统的综合研究，得到以下主要结论和研究成果：
(1)剖析了路基边坡的病害类型和原因，提出了在边坡防护方面 理论 上的欠缺和在工程中缺乏综合设计的观点； (3)通过对各种边坡防护类型的分析及其特点研究，提出了防护类型选择的原则；
(4)通过对公路植物的特性研究及适应分析，推荐了公路常用植物的外观特征、气候、土壤适应性及建植、管理特点，使植物防护的选择有据可循；
(5)根据公路自然区划和地质特点，首次提出了公路防护区划的思想，并建立了河南省公路 防护类型区划；
高边坡设计论文篇7
Keywords: highway construction of high slope protection
中图分类号： U412.36+6 文献标识码：A文章编号：
随着经济的增长, 我国的高速公路发展迅速且不断向山区延伸, 越来越多的高边坡问题引起了人们的注意。高边坡病害按病害体形成的时间以及与边坡工程的关系分有两种情况：一是在边坡工程开工之前就已存在的老的斜坡病害，因边坡工程活动而复活，如老滑坡的复活等；二是在边坡工程活动中，由于边坡工程的开挖等原因引发的新的边坡病害问题，即新生的边坡病害问题，包括开挖边坡引起的坍塌、崩塌、滑坡等；按变形性质和机制分有：坍塌、滑坡、崩塌、错落、倾倒；按变形范围和规模分有：坡面变形、边坡变形和坡体变形。由于高边坡病害的复杂性、多样性,使得高边坡加固防护设计在工程实践中占有极其重要的地位。
一、概述
在我国公路行业，对于高边坡的规范尚无定论。一般认为高度大于30m的岩质边坡为高边坡，土质边坡大于20m即为高边坡。高边坡的稳定性问题在铁路、公路、矿山和水利建设中早已存在，近年来在高速公路建设中尤其突出，由于高边坡是将地质体的一部分改造成人为工程，因此它的稳定性受控于边坡所在岩土体的基本特性――地层岩性、地质构造、岩体结构、坡体结构及水文地质条件等，以及人为改造的程度――开挖高度、坡形和坡率。由于地质体的复杂性、多变性和不均质性，使得高边坡设计也十分复杂，至今在公路行业中还作为一种特殊设计无规范可循。
低等级公路由于标准低，路基窄，开挖量少，高边坡数量不多。但随着山区高速公路的发展，路线等级高，路基宽，开挖量大，出现了大量高边坡，从而也发生了众多高边坡的变形和破坏问题，既增加了投资，又延误了工期，甚至造成已有工程的破坏。如山西大同-运城高速公路雁门山隧道至恒山段5.6km出现滑坡4处，不稳定高边坡16处；云南省元江至磨黑高速公路长147km，大于30m的边坡近300处，治理滑坡和边坡加固花费5亿多元；重庆市万州至梁平高速公路有20余km设在砂泥岩顺层地段，几乎所有的高边坡开挖后都发生了变形，加固边坡花费近2亿元；安徽省黄山至杭州高速公路和铜陵至黄山高速公路在开挖过程中产生大量高边坡变形问题，成为制约投资及工期的最主要控制因素之一。因此，如何合理设计使高边坡稳定，如何正确认识影响高边坡稳定性的因素已引起众多技术人员的重视。
二、 高边坡的加固防护方法
边坡稳定性分析及加固理论技术研究由来已久。国内外学者曾从静力学观点和理论出发, 对边坡失稳滑动形成的条件、作用力因素、滑体结构、滑体尺寸方面进行考虑, 对边坡进行勘测, 运用极限平衡法分析计算来评价边坡的稳定性, 并采用适当的加固技术防护边坡, 实践证明是成功的。目前, 边坡稳定性分析无论从理论上还是方法上都日趋成熟, 提出了多种评价边坡稳定性的方法, 这些理论技术均不同程度地推进了对边坡稳定性的研究。
1、 预应力锚索加固法
预应力锚索加固是通过锚固在坡体深部稳定岩体上的锚索将力传给混凝土框架, 由框架对不稳定坡体施加一个预应力, 将不稳定松散岩体挤压, 使岩体间的正压力和摩阻力大大提高, 增大抗滑力,限制不稳定坡体的发育, 从而起到加固边坡、稳定坡体的作用。在锚索孔内进行高压注浆, 使浆液填充锚孔周围坡体内的裂隙, 提高坡体的整体稳定性。
预应力锚索加固高边坡的本质是充分利用具有较大刚度和强度材料的力学特性来加强、加固软弱破碎的岩体和土体, 充分发挥岩土体的自稳能力,达到稳定边坡的目的。该技术与传统的抗滑桩、挡土墙等支挡结构相比, 是通过加固岩土体自身, 改善岩土体的力学性能, 变被动支挡为主动加固, 且具有施工速度快、防护效果好等优点。
2、预应力锚索框架加固法
所谓预应力锚索框架加固法, 是在现浇钢筋混凝土锚固护坡的基础上, 预先制作好预应力混凝土框架或组装好钢筋笼, 然后在现场喷射混凝土, 达到加固边坡的目的。
预应力锚索框架是随着锚固技术发展起来的。20世纪90年代, 日本在现浇钢筋混凝土锚固护坡的基础上, 应用了PC( Pretressing Concrete) 格构锚固工法和Q&S(Qvick&Strong)框架工法。前者由预制预应力混凝土框架和灌浆锚索组成, 它将传统的现浇四菱锥台式锚墩结构改为预制应力混凝土构件;后者是把预先在工厂加工组装好的矩形钢筋笼, 按矩形或菱形布置于边坡上, 然后在钢筋笼上喷射混凝土。受PC格构锚固工法和Q&S框架锚固工法的启发, 结合我国工程技术发展水平和条件, 自上世纪90年代开始, 我国大量应用现浇式预应力锚索框架结构。随着我国交通事业的发展, 高等级公路边坡病害问题渐显突出, 预应力锚索框架在公路高边坡的治理中发挥了越来越重要的作用。
3、 压力分散型锚加固法
压力分散型锚是近年来发展起来的一项新技术, 其克服了拉力型预应力锚索承载力与锚固段长度非线性增长、粘结应力峰值突出、防腐性能较差等性能缺陷, 形成了具有独特传力机制和良好工作性能的单孔复合锚固体系, 采用独特的结构构造和施工工艺, 将锚索锚固段受到的集中拉力分散为几个较小的压力区, 分部段作用于较短的锚固体上,使锚固体与周围岩土的粘结应力峰值大幅降低并较均匀地分散到整个锚固段长度上, 从根本上充分发挥了岩土的抗剪强度, 显著地提高了锚索的承载能力, 因为压力分散型预应力锚索的灌浆体由受拉改为受压状态, 灌浆体不易开裂, 有利于锚索体的防水、防腐。
4、预应力锚索抗滑桩加固法
抗滑桩一般结合排水工程使用, 主要有钻孔钢筋混凝土灌注桩和钻孔钢管桩, 而目前主要使用排架桩、钢架桩、椅式桩墙, 改变了抗滑桩的受力状态, 节省了材料。
锚索抗滑桩比普通抗滑桩有明显的优势, 锚索抗滑桩是在单桩顶部加锚索锚固于滑面以下稳定地层, 在桩的顶部或上部施以横向拉力, 这样桩的弯矩大大减少, 因而截面尺寸和埋深也大大减小,从而改善抗滑桩的受力状况。一些研究表明, 锚索抗滑桩较普通抗滑桩受力可减小30%～ 50%, 具有明显的经济优势。
预应力锚索抗滑桩板墙在高边坡治理中, 与其他支挡结构相比具有许多优点, 设计理论和工程实践日趋成熟, 具有广泛的用途, 特别适用于工程环境要求较高的高速公路。
5、SNS柔性防护技术
SNS是一种采用柔性拦石网防护技术, 利用钢绳网作为主要构成部分来防护高边坡危岩危害的柔性安全网防护系统, 其柔性和高强度更能适应于抗击集中荷载和高冲击荷载。对于坡度较陡的高能量崩塌落石, SNS钢绳网系统是一种理想的防护方法。
高边坡工程易发生失稳灾害, 在进行加固方法的选择时, 需要正确分析边坡失稳机理, 准确评价其稳定性, 合理地进行下滑力的计算, 这是选择加固设计方法的关键。因此, 在进行加固设计时, 首先要结合工程所处的地质环境, 分析高边坡可能出现的破坏情况, 然后结合工程特点, 提出相应的加固方案, 最后综合考虑施工方法和经济条件选择便于实施的加固方案。
高边坡加固设计是高边坡病害防治设计的主要形式, 由于高边坡病害治理工程的实践超前于理论研究, 因此有关高边坡病害预加固设计的方法、类型、使用范围以及预加固设计对高边坡病害破坏模式的影响、设计中主要参数的选择等问题还有待于进一步的研究。
参考文献：
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[3] 郝风朝. 高速公路旧桥的检查与检测[J]. 交通世界(建养.机械), 2008,(08)
高边坡设计论文篇8
1前 言
路基在公路工程施工中是一个十分重要的方面，其对公路工程的质量具有十分重要的影响。实践证明，通过加强对公路路基边坡防护的研究，可以有效地提高公路路基的施工质量，确保公路路基的安全性和可靠性。在对公路路基边坡的研究过程中，一定要考虑到影响边坡失稳的因素，从而对症下药，解决边坡的治理问题。因此，根据自己的多年施工经验的总结和研究，从公路路基边坡失稳的因素出发，研究边坡防护的原则以及具体的措施，希望对相关的领域的研究提供借鉴。
分析公路路基边坡防护的原则
2.1在公路路基边坡防护过程中，要坚持从工程地段的地质地貌条件出发，加强对滑坡做出科学合理的定性评价，在此过程中，再辅之以定量评价。
2.2要坚持技术原则和经济原则的统一性。在进行边坡防护过程中，要从本地的地形地貌地质条件族从科学的分析，并对各种地质地貌做出合理的利用，因地制宜，采取有效的控制措施，如此，可以让工程治理更为稳定，且一定程度上降低了工程的成本。
2.3在进行边坡防护过程中，要确保工程的安全性，实施安全作业管理。要在综合考虑地震条件，做出科学合理的设计，并严格计算整个工程的安全系数。
分析公路路基边坡失稳的因素
3.1公路建设的土石方工程阶段是破坏原地貌植被、弃土、弃石的集中时期，工程用土范围内原地表植被所具有的水土保持功能迅速降低或丧失，并为水土流失发生、发展提供了大量易冲蚀的松散堆积物。路基边坡开挖、填筑是原有地表植被被破坏，形成大面积坡面，表土层抗蚀能力减弱，水土流失加剧，从而导致边坡失稳的机率增大。
3.2设计中对滑坡路段岩土性质认识不足，设计边坡率过陡。施工中未根据实际情况采取相应措施，堑坡仍按原设计破率开挖，边坡过高过陡，难以保证自身稳定。边坡开挖后，未及时进行防护，长时间暴露在大气中，致使风化、冲刷严重。
分析公路路基边坡防护技术
4.1混凝土挡墙：在高边坡加固中，混凝土挡墙是一种比较常见的施工方式，这种方法能够很好的改善滑坡体的受力失衡问题，进而使得滑坡体变形得到很好的控制。通常这种施工方式具有结构简单易于操作且迅速起到相应的稳定高边坡结构的优点。在进行混凝土当强的设计时，应该充分考虑滑面的形状以及位置，从而选择适合的挡墙基础砌筑深度，此外，挡墙后面应该设计必要的泄水孔，从而有效地减少静水压力以及水的浸泡腐蚀。如图1
4.2锚固洞：在加固高边坡时，锚固洞加固技术是一种较为常见而且有效的方法，在施工时应该按照由内而外、自上而下、逐层加固的方式进行。处于同一结构面的锚固洞应该采取跳洞开挖的施工方式，从而降低由于抗滑力的减少而影响高边坡的稳定性。此外，锚固洞自身具备一定的倾斜度，从而有效地避免了混凝土与洞壁之间结合不实的现象。
4.3植物防护措施：植物防护以成活的植物作为路基防护的材料，通过植物的叶、茎和根系与被保护土体的共同作用，在拟保护的路基部位，形成有生命的保护层；是一种积极、有生命的防护措施。采用铺草皮、种草形式，利用植被对边坡的覆盖作用、植物根系对边坡的加固作用，保护路基边坡免受降水和地表径流的冲刷。植物防护应根据当地土质、含水量等因素，选用易于成活、便于养护、经济的植物类种。植物覆盖对地表径流和水土冲刷有极大减缓作用。植物根系能与土层密切结合，盘根错节，使地表层土壤形成不同深度牢固的稳定层，从而有效地稳定土层，阻挡冲刷和坍塌。
4.3.1铺草皮：草皮要选根系发达、茎矮叶茂、生长繁殖迅速、易成活、便于种植的草皮；干枯腐朽及喜水的草皮不宜使用，严禁用泥沼地区的草皮。如边坡土不宜草皮生长，应先铺一层厚10~20cm的黏性土，当边坡坡度陡于1:2时，铺黏土前应将边坡先挖成台阶或沟槽。
铺草皮可与其他防护措施结合使用。如片（卵）石方格草皮，由片石在边坡上形成骨架，中间铺草皮，可防止边坡表面滑塌、草皮脱落。草皮还可以铺于窗孔式护面墙、框格防护等开孔或格内，形成综合防护。如图2
图1 图2
4.3.2植树：植树防护的边坡应较缓，最好是1：1.5或是更缓的边坡。种树宜选用与沈阳当地土壤、气候条件相适应、根系发达、枝叶茂密、生长速度快的品种。对常浸水的农村公路，应选用喜水、耐水的乔木和灌木，适合沈阳地区优先选用杨树、柳树、紫穗槐；路堑路面及路肩边缘外0.8~1.0m范围内的路堤边坡上下不一般种植乔木。
植树防护可与种草、栽花等防护措施综合应用，以获得更好的防护效果。
4.3.3种草：选用的草籽必须适应沈阳地区的土壤和气候条件。通常应选择生长快、根系发达、叶茎低矮、枝叶茂密或有葡萄茎的多年生草种(三叶草、抓哏草)。当边坡土质不宜草类生长时，可以在坡面培腐植土促进草类生长。同时在路肩上也可以栽植部分花卉，对路面起到美化的作用。
4.4 地下排水
4.4.1大孔径排水管（沟）：该种情况多用于泉眼式渗水，在多雨地区，部分泉眼雨季水量较大，采用倾斜式排水孔很难及时排出水流，往往造成边坡明显的冲刷。这种情况下采用加大孔径的混凝土排水管（沟）具有较为明显效果。
4.4.2支撑式渗沟：支撑式深沟主要设计在路基边坡体裂缝水发育明显，且出现多个渗出点，往以带状、面状发育的坡面，由于其水丰富、分布分散，通过设置“Y”型支撑式渗沟，可有效收集边坡一定范围的渗水，并及时排出，对保证边坡稳定、保持边坡体强度具有一定作用，从而保证边坡稳定。
4.4.3倾斜式排水管：在多雨地区，往往边坡水在一定的深度内大范围分布，若不及时排水，长期储存在路基边坡体内，影响边坡体的岩土强度，不利于边坡稳定，该情况下，可通过设置深层的带孔排水管，必要式可采用上下交错布设，可有克服支撑渗沟深度不足的缺点，将深层水排水。
4.4.4渗沟：渗沟对排水路基边坡下渗水、裂缝水具有显著效果，也可降低路基两侧的地下水位。
结束语
对于公路路基的边坡，一定要采取有效的处理措施，不断采用先进技术和机械设备，预防边坡的出现，加强对边坡稳定性的定量定性分析，强化对边坡的预防治理工作，已经是整个公路建设施工，养护中的重要环节，在整个交通网络建设中已得到了更多的关注。提高边坡的防护水平，既保证了整个公路建设的质量，也促进了我国公路建设健康快速的发展。
参考文献：
刘克伟.水利水电工程高边坡的治理与加固探讨「J，中国房地产业，2011（03）
雷蕾，谢新生，竹寿水库泄洪隧洞进口高边坡加固方案研究「J，陕西水利，2011（06）
高边坡设计论文篇9
尤溪口车站是外洋至福州铁路电气化工程的一个新建车站，2000年开工建设，2001年竣工。车站位于尤溪口水库北岸山坡，线路右临水库，左侧穿越山坡，山体自然坡度35“左右，相对高差160m。车站的重点工程是三段高边坡的开挖和边坡支护，长度分别为238. 00 m， 227. 00 m和227. 14 m，边坡最大高度60 m，挖方数量大，支挡防护工程艰巨。车站施工图设计于1999年8月完成。在施工过程中，针对岩体高边坡工程的特点，根据实际开挖揭示的地质情况，进行动态设计，及时修改设计和施工方案，确保了工程的安全稳定和车站的竣工通车。
2地质概况
地面植被较茂密，表层有厚度约3m的坡残积粘性土，基岩主要为古生代变质岩—石英云母片岩。岩体受构造影响强烈，构造节理发育，有的节理面可见擦痕和硅化面，岩块上可见强烈的小褶皱和节理切割错断迹象，岩体风化带和风化节理很发育，全风化带厚5一10 m左右，下部为中等风化带。边坡岩体被结构面切割成碎石状和块状。岩体主要节理有5组，节理产状:1200乙450一600;3300乙650; 1950乙35“一580; 2400乙650;1700乙630。
片理产状:800一95“乙29“一450
线路走向边坡倾向2020
由边坡与岩体结构面的关系可知，不利于边坡稳定的结构面主要有三组，即:2400乙650; 1700
乙630;195乙35一5800
路堑挖方深度内无地下水，但降雨时，由于岩体节理发育，开挖裸露后，成为雨水人渗的路径，降雨期会出现临时性裂隙含水现象，因而影响边坡岩体的稳定。
3施工过程中的动态设计
(1)车站路堑高边坡地段的施工图设计，是1999年8月完成的，设计方案为15 m高挡墙，上接1一3级(1520m)的高护墙，护墙坡率为1:0.5，1:0. 75和1:1。
高边坡设计论文篇10
合肥望江西路大蜀山野生动物园边坡治理工程，由安徽宏泰交通工程有限公司设计，中建七局二公司负责施工，合肥市康达监理公司监理。大蜀山边坡是望江西路及合肥市市政工程建设中遇到的最大的边坡，施工条件恶劣，地质条件复杂。施工单位与设计单位紧密合作，积极采用信息施工法，及时反馈到设计单位，及时调整施工设计方案。确保了野生动物园大门的安全。
1工程概况
1. 1地形地貌及地质构造
望江西路大蜀山野生动物园边坡原地形为一南北向山梁，北高南低，最大高差15. 81 m。属大蜀山山前坡地，第四纪由冲洪积一冲坡积碎石土及白翌系红色细粉砂岩构成。
该段表层土中有少量上层滞水，砂岩风化岩中有少量空隙水，主要由大气降水补给。
1. 2治理工程设计方案
为了控制滑坡及边坡变形，以免造成更大的损坏，做到一劳永逸，确保结构安全。
根据其工程地质条件，滑坡形成原因和稳定性分析及边坡特征，结合现场实际情况和工程实施的可行性进行方案比选。
I号方案:抗滑桩与锚杆框格方案。12根2 mX3m抗滑桩，桩间距5. 0 m，框格梁8片，竖肋及横梁尺寸0.8 mX1.0 m，地基梁带基桩，坡面挂网客土喷播。
2号方案:预应力锚索与锚杆框格方案。共设置33根7 X X15. 24锚索，间距4^-8 m一根，上下近4m，设三排，框格梁8片，竖肋。8 mX1.0 m，横系梁0. 4 m X 0. 3 m，地基梁带基桩，坡面挂网客土喷播。
通过比较选用n号方案。
2信息施工与动态设计的意义
2. 1信息施工
信息施工是指依据施工反馈的地质信息和监测数据，对地质结论、设计参数进行验证，对施工安全性进行判断，并及时修正施工方案，然后再按照新的施工方法进行施工。换句话说，就是将设计、施工、监测、信息反馈等融为一体的现代化施工方法，是动态设计法的延伸和需要，也是一种客观的实事求是工作方法。
对于地质情况复杂、稳定性差的边坡工程，在施工期间要求有足够的安全稳定，信息施工法建立的信息反馈机制有利于控制施工安全、完善设计。
信息施工法的基本原则，应贯穿于施工组织设计和施工现场管理的全过程，施工中不断将现场水文地质变化情况反馈到设计和施工单位，用以调整设计与施工参数，指导设计与施工。
文献规定，对于岩质边坡，岩体类别为I(新N)或11(新V)类，边坡高度(30 m，破坏结果很严重的，其安全等级为一级。一级边坡施工应采用信息施工法。本工程施工方在施工过程中积累和掌握了大量施工信息，为动态设计指导以指导施工提供了有力基础。
2. 2动态设计
动态设计是指根据信息施工法和施工勘察反馈的资料，对地质结论、设计参数及设计方案进行再验证，如确认原设计条件有较大变化，及时补充、修改原设计的设计方法。
动态设计是边坡支护设计的基本原则，当地质勘察参数难以准确确定、设计理论和方法带有经验性和类比性时，在这种情况下，根据施工中反馈的信息和监控资料完善设计，是一种客观求实、准确安全的设计方法。它可以达到避免勘察结论失误、确保工程安全与设计合理、确保工程安全施工、有利于积累工程经验等效果。
滑坡治理工程是一专业技术性很强的特种岩土工程，涉及到多种工艺的不同施工方法，大多为隐蔽工程施工;工程接触的地质情况变化差异大，“一刀切”式的照图施工往往不能达到对滑坡体的最优加固治理效果。惟有采用信息施工法，收集大量不同的施工信息，设计单位利用它们进行综合的设计方案调整，再用以指导施工。它是实践与理论辩证关系的基本原理在工程实际中的具体体现。
滑坡治理工程是一个动态过程。文献规定:一级边坡施工应采用动态设计法，必要时对原设计做校核、修改和补充。
本工程正是基于动态设计法的基本原则，及时对设计方案进行了修正。
3动态设计和信息化施工具体应用
合肥市大蜀山野生动物园滑坡治理工程治理难度较大、工序繁多、工艺复杂。不同的施工工艺和施工方法各有不同的特点与要求，所反映的施工信息也不尽相同。
因此信息反馈十分重要，能及时调整设计方案，有利于指导工程施工。
(1) 46 km+72 m-47 km+00 m段挡墙原设计基础深度1. 9 m，开挖后发现基底全部为淤泥土，基底承载力不足，经现场调查情况后决定:增加挖基深度，局部滑塌段增加浆砌片石回填数量，保证了挡墙结构的安全。
(2) 47 km-60 m-47 km-84 m段原设计框格锚杆高仅8 m，开挖后，发现边坡上部近6 m为腐植土，雨水冲刷易滑塌，经研究决定:增加锚杆框格高度，加密地基梁基桩，延长坡顶承压梁长度，确保了边坡的稳定。
(3) 48 km十40 m-48 km十88. 5 m段原设计锚索(杆)框格，坡顶设置锚索，坡中部设4 m长锚杆，坡脚设置地基梁。施工期间，强台风影响雨水集中，多次强降雨造成边坡滑塌十分严重，危及动物园大门的安全，经建设单位、监理单位多次现场调查研究制定实施方案，多次邀请有关专家到现场出谋划策，制定了临时加固方案:打杉木桩、钢板桩，用袋装土回填坡脚，用水泥土回填山体，分层加铺土工格栅网等。确定了永久加固方案，调整锚索设置位置，加密锚索、加长锚杆、加大肋梁截面尺寸，设置地基梁抗滑墩，对地表局部注浆等措施，基本稳固了山体，达到了保护动物园大门安全的目的。
高边坡设计论文篇11
我国的高速公路发展迅速，交通、水利、矿山等相关部门都会涉及很多边坡问题，特别是山区的边坡，由于各种地质环境的影响，处于山区地段的边坡稳定性直接影响着山区老百姓的人身安全，滑坡灾害严重危及到国家基础建设，所以对边坡的稳定性研究十分必要。
在各种外在环境作用下，不同岩质边坡在发生变形破坏时其变形破坏机理和破坏模式各异，当进行工程建设时，如果对于填料的工程特性、工程边坡的变形规律及施工工艺、现场堆载等认识不足，极易导致发生滑坡等事故。
1 边坡的破坏类型及影响因素
边坡分为人工边坡和自然边坡。由于受设计和施工以及其他因素的影响，边坡土体会出现失稳破坏现象，具体可分为：
1.1 边坡崩塌。崩塌往往发生在地形陡峭的山坡或高陡的路堑边坡上。
1.2 边坡滑坡。滑坡一般是缓慢地、长期地往下滑动，位移速度在突变阶段显著增大，滑动过程可以是几年、几十年甚至更长。
1.3 边坡流动。流动往往缓慢地沿坡面或地面沟谷方向呈流体移动。
边坡的稳定性受很多因素的影响，根据各种因素影响的大小和特点，可分为内部因素和外部因素两类：内部因素――边坡土体的材料构成和物理力学指标，以及边坡的地形地貌和岩石的矿物组成，边坡岩土体中的地质结构面和边坡的形状等。外部因素――边坡外在所受的雨水、地震、构造应力、植被和风化作用的影响和人为因素等。
2 边坡的稳定性分析方法
2.1 极限平衡分析法。极限平衡分析法主要是对边坡稳定性进行定量评价，不考虑土体自身的变形，只对滑动面上的受力情况进行研究分析，对于滑坡体内部的应力状态不进行研究。目前常用的极限平衡分析法有：瑞典法、毕肖普法和简布法等。
2.2 数值分析法。数值模拟方法在稳定性评价得到了广泛应用，这种方法可以求解黏弹性、黏塑性等问题，且计算较快速，准确性较高。
随着数值分析方法的不断发展，采用离散单元法就能反映接触面的滑移、倾翻等大位移，且能计算土体的内部变形与应力分布情况，而且这种方法应该范围很广，任何岩体都适合。
2.3 极限分析法。该法建立在土体材料为理想刚塑性体、微小变形及材料遵守相关联流动法则的3个基本假定上，利用连续介质中的虚功原理可证明两个极限分析定理即下限定理和上限定理。
3 有限元强度折减法边坡稳定性分析
用有限元强度折减法进行稳定性分析是指将材料的强度参数除以一个折减系数，然后将新的参数作为材料参数进行计算，通过不断增大或减小折减系数来反复计算其稳定性，当计算收敛时则坡体发生失稳破坏，与此同时此折减系数就是稳定性安全系数，分析方程为：
c =c/F（1）
tanφ =tanφ/F （2）
式中：c，φ为材料的强度参数；c ，φ 为新的强度参数；F为折减系数。
在本质上强度折减法与传统的计算方法是一致的，坡体进入塑性临界状态。如下图，在参数折减前土体的实际强度包线与摩尔应力圆相离，坡体不会发生剪切破坏。当调大折减系数后，强度包线逐渐向摩尔应力圆靠拢，增大系数到强度包线将与摩尔应力圆相切，此时相应的折减系数为边坡的安全系数。因此，通过不断的折减强度参数，分析边坡从稳定到破坏的演变过程，这样便可找出边坡的薄弱部位，为边坡加固提供了依据。
4 边坡的监测防护问题
4.1 边坡受雨水入浸后，安全系数小于1，已处于不稳定状态，为确保边坡的安全稳定，必须采取有效的治理措施；受雨水浸泡的边坡坡脚，土体黏聚力急剧下降，土体失稳，易形成崩塌体；边坡坡角失稳后，引起其上部土体的沉降。边坡受影响程度不同沉降量也不同，受浸泡边坡上部的沉降量最大，向另一侧逐渐减小；边坡最大不均匀沉降发生在受雨水浸泡的中间区域，此处将受拉伸而产生裂缝。
4.2 边坡的稳定性与变形问题是一个复杂的工程问题，单纯的理论不能满足计算分析与评价的要求，应该采用计算理论结合现场观测数据的综合评价方法，清楚认识边坡填筑体的变形破坏过程、稳定程度和破坏发展情况。
5 总结
本文在对边坡进行稳定性分析和讨论的基础上，介绍了边坡的破坏形式和影响因素，概述了边坡的稳定性分析方法、分析了降雨对边坡稳定性的影响，最后对边坡的防护加固问题进行了探讨。
参考文献
[1]谢磊.边坡稳定性分析若干问题的研究[D].合肥工业大学硕士学位论文，2009.
高边坡设计论文篇12
近些年，随着国家西部大开发战略的深入推进、国家能源经济结构的调整，陕北的高产油气呈现出蓬勃的发展势头，伴随着工程建设的不断发展，陕北黄土地区上的油气站场形成的高边坡也越来越多。本文以延长气田某集气站场的高边坡为例，探讨分析陕北黄土地区高边坡的设计思路和设计方法。
1 黄土的特殊性质及地质结构
1.1 黄土的特殊性质
黄土是一种第四纪松散沉积物，在我国以西北地区（陕西、陕西、甘肃）的黄土地层分布最厚，最完整。黄土的主要特征有：颜色为淡黄、褐黄或灰黄色；颗粒组成以粉粒为主；具多孔性；富含碳酸钙；垂直节理发育。按地质年代可分为新近沉积的黄土（Q4）、马兰黄土（Q3）、离石黄土（Q2）、午城黄土（Q1）。
黄土的特殊性质：
（1）湿陷性
湿陷性又分自重湿陷和非自重（在自重和外荷载作用下）湿陷两种表现。从地质历史来说，一般地质年代Q3以前的黄土所表现出来的湿陷性已经不明显了；另外，黄土的湿陷性与其含水量、孔隙率及干密度也有关系，一般情况下，随着含水量的增大，黄土表现为压缩性增高，相应的以湿陷系数表示的湿陷性降低。
（2）结构性
由于其特殊的堆积环境、成岩的作用过程及颗粒组成的微观结构，黄土一般具有一定的结构性，这就是我们一般常说的黄土内部具有明显的垂直节理，在宏观上表现为黄土的直立性。于国新在文献中[1]认为黄土能够直立主要得益于黄土内部分布众多的针状空隙，这些针状空隙如同无数个微缩版筒状剪力墙，它通过颗粒之间的凝聚力把空隙之间的颗粒连成一个整体，从而保证了整体结构的稳定性。
（3）吸水势
吸水势亦称基质吸水势。吸水势的力学效果是一种负空隙水压力效应，使黄土具有很高的强度。这种强度随着含水量（饱和度）的增高而降低。一般，当含水量超过25%或土的饱和度大于65%时，由吸水势产生的负空隙水压力效应就降得很低，直至消失，这时，黄土的强度也会降得很低[2]。吸水势反映出黄土的抗剪强度对水是非常敏感的，水是降低黄土抗剪强度一个非常重要的因素。
黄土边坡的破坏形式和破坏程度与其地质结构紧密相关。不同区域的黄土，性质差异很大，黄土边坡遇到的工程问题也不相同。因此，正确建立边坡地质模型，对黄土边坡设计和稳定性分析有着重要的意义。
根据滑坡所涉及的地层与结构，黄土滑坡主要可分为3大地质结构模型[3]：
黄土内滑坡，滑动面（带）在黄土地层内部，沿软弱层滑动。黄土内滑坡根据黄土所处的地质年代又可细分为新黄土单一结构模型、新老黄土组合模型、老黄土单一结构模型、老黄土与古黄土组合模型等。黄土内滑坡的滑动面（带）大多位于有上层滞水的古土壤层的顶部。
黄土与基岩接触面滑坡，滑动面（带）位于下伏的基岩顶面；
黄土―基岩滑坡，又可分为黄土―基岩顺层滑坡和黄土―基岩切层滑坡。
2 黄土高边坡变形破坏类型及机理
黄土因具有独特的物质组成、地质结构及历史成因，使得黄土高边坡地带普遍出现剥落、裂缝、崩塌等破坏现象。不同的黄土边坡破坏类型[4]所表现出来的特征及产生机理也各有不同。
2.1黄土剥落
剥落作为黄土边坡坡面破坏形式之一，主要有片状剥落、层状剥落、古土壤层剥落、厚块状剥落、表层结皮剥落。黄土坡面剥落与坡面的风化程度等因素有关，一般阳坡面比阴坡面剥落严重，坡面的坡度变化位置较其它位置剥落严重，粘粒含量大的易剥落，含盐量高的易剥落。
黄土剥落的发生主要是由于坡面未及时防护及表层水分蒸发的差异性（主要为粘粒含量及含水量差异），会在局部形成一层硬壳，加上昼夜温差变化引起的热胀冷缩，雨水冲刷或其它各种外界因素的共同作用，使硬壳逐渐与下部土体分离，在风、水及自重力的作用下，沿较陡坡面堆积于坡脚。
2.2 坡面冲刷
坡面冲刷是指降雨形成的坡面水流破坏边坡坡面，冲走坡面表层土体的现象。对于开挖过程中形成的挖痕，雨水或坡表水会在此处汇集侵蚀冲刷坡表，经循环的降水和径流作用后，使变形加剧，最终形成冲痕、冲沟、落水洞或者裂缝。
2.3 坍塌（滑塌）
坍塌是黄土边坡中常见且危害较大的破坏形式之一。
坍塌的发生主要是由于坡体的某些部位发育有节理裂隙，雨水或坡表水沿着裂隙下渗侵蚀，使裂缝进一步发育而切割下部坡体，在自重应力或其它外力作用下， 下部率先坍塌，上部失去支撑而发生由下而上的逐层坍塌。
黄土边坡发生坍塌后形成的坍塌体堆积于坡脚，在边坡后部会形成新的临空面，继而引起后部坡体继续坍塌或整体滑动，从而引起滑坡。
2.4 崩塌
陡坡上被直立裂缝分割的坡体，因根部空虚而产生折断压碎或局部移滑，失去稳定，引发突然脱离母体向下倾倒、翻滚，堆积在坡脚（或沟谷），此种地质现象称为崩塌。
坡面陡直，边坡具备一定的临空条件，坡顶黄土垂直节理或裂隙发育，在雨水或地表水下渗侵蚀作用下，裂缝贯通，在地震、水流冲刷坡脚或人类工程活动的诱发下， 极易发生崩塌。
2.5 滑坡
黄土滑坡是黄土地区广泛发育的一种地质灾害，是一种典型的、至今难以根除的灾害现象。因黄土的特有结构，后缘极易拉裂，地表水极易下渗至坡体，造成坡体加重，岩土强度降低， 在外力诱发下发生滑坡灾害。 对于黄土滑坡，常常发生在下伏软弱层（一般为古土壤）隔水性能较好， 地下水在此处运移过程中富集，使接触带进一步软化，抗剪强度迅速降低，加上坡顶黄土垂直节理和裂隙发育，在雨水及地表水作用下，滑动面极易贯通。
3 黄土边坡的设计方法
3.1 黄土边坡的分析方法
当前黄土边坡稳定性分析与评价方法，基本上可概括为自然地质条件分析法、工程地质类比法、力学分析法3种。自然地质条件分析法虽然只能得出定性结论，但它是其它各种方法的基础；工程地质类比法和力学分析计算法为半定量和定量的分析方法，可直接为工程设计提供所必需的数据，是边坡稳定分析论证的发展方向。
3.2 黄土边坡的设计思路
当前，工程实践中一般以自然条件分析法和工程地质类比法为基础，这主要体现在对黄土高边坡的坡型设计上，另外再结合极限平衡法对边坡的稳定性进行定量评价。黄土高边坡的坡型设计主要是采用“宽台陡坡”的设计思路，重点是控制单级坡高、坡比和坡形三者之间的关系。
（1）坡形。黄土高边坡的坡形可以参考已有的稳定自然边坡或人工边坡的坡形。通过现场大量黄土高边坡的调研，目前高边坡的坡形基本上均采用台阶形，这样的坡型设计可以将整个坡体分成相对独立的几个坡段，实际上是将坡体的重力分散到了“台阶”，减轻了坡脚应力集中，从而提高了边坡的稳定安全系数。
（2）坡比，一般可分为单坡坡比和综合坡比。综合坡比是保证黄土高边坡整体稳定的基础，由边坡的整体稳定性计算求得；单坡坡比是保证单级坡稳定的基础，可根据单级坡的稳定性计算求得。单级坡比的设计还需充分利用黄土结构本身特有的直立性，另外还应保证有利于控制水流对坡面的冲刷及坡面植草的生长。根据黄土边坡的冲刷试验[5]及黄土边坡的现场调研，单坡坡比一般以1：0.5～1：0.75为宜；综合坡比与单坡坡比之间的关系，主要是通过平台（宽度、数量）及单级坡高来进行调整，当边坡的总高度超过40m时，还应采用大小平台相结合的设计方法，小平台宽度一般为3～5m，大平台宽度一般为8～15m，大平台一般可在每间隔三～四级单级坡高位置设置一处。
（3）坡高，指单级坡高。研究表明，单级坡高与单坡坡比、黄土工程特性、年降水量这三者之间有较为密切的关系。一般情况下，单级坡高以6～10m为宜，其中以单级坡高为8m居多。
4 案例分析
YQ2-19集气站位于延安市延长县郑庄镇附近的黄土梁峁斜坡之上，集气站与通村道路相连，交通较便利。
因集气站的场平开挖、整平（勘察施工前），在站场的西侧形成了约20.0～50.0m高的黄土边坡，共有六级台阶，台阶宽度较窄，坡度较陡，近直立，边坡安全等级为一级。坡面上分布有大小不等的六处冲沟，受雨水及坡面汇水后，易造成边坡崩塌、滑塌现象。由于边坡临空时间较长，在④层古土壤层顶部已出现地下水集聚、浸润周边黄土的情况，且局部有掉块、垮塌和小变形缝的现象。目前来看，边坡正处于欠稳定状态，但是若不采取措施加以处理，当雨季来临，坡体黄土大面积受水浸湿，强度降低，另外再加上坡面大冲沟的汇水冲刷，将给边坡的安全带来非常大的隐患，因此必须加以治理。
西侧高边坡典型剖面图（现状图）
综合分析边坡地层结构和岩性特征，边坡的地质结构模型为老黄土边坡，可能的破坏形式为黄土内滑坡。因此在稳定性计算时，将③④⑤层黄土作为分析研究的对象，各层岩土的物理力学参数见表1；各层黄土的抗剪强度参数（C、ψ）是以地勘资料的土工试验数据为基础，并结合当地的参数取值经验，另外通过反算法多次试算综合所得。
表1 边坡岩土主要物理力学参数指标
为了研究该边坡的整体稳定性，笔者选取西侧边坡作为典型断面，对边坡的现状坡型及采用“宽台陡坡”设计思路调整后的坡型，分别进行稳定性计算。计算方法采用基于极限平衡法理论的Bishop条分法，各坡型的具体情况及稳定性计算结果见表2。
表2 各坡型及稳定性情况表
通过上述计算分析，我们发现，综合坡比是黄土高边坡整体稳定性能否得到控制的一个关键措施，必须将黄土高边坡的综合坡比控制在一个合理的范围内；另外在综合坡比确定的情况下，采用“宽台陡坡”的坡型设计方案能够最大程度的提高边坡的稳定性，也就是说黄土地区高边坡的坡型设计是最适宜采用“宽台陡坡”的设计思路。
在边坡整体稳定性能够保证的前提下，对各级坡面进行有效的防护也是非常有必要的。在坡脚可设置浆砌石挡土墙进行压脚处理，其他坡面采用浆砌石护面墙进行防护（有条件的也可采用三维网植草护坡等绿化措施）；各级平台设置排水沟，在坡顶设置截水沟，并对坡面原有的大冲沟进行有效的封填处理，避免冲沟的汇水继续对坡面产生冲刷破坏。
5 结论
1）合理的坡型设计（单坡坡比、综合坡比及大小平台）是黄土高边坡设计的关键，针对黄土这一特殊性质的岩土（直立性、湿陷性、易渗水），采用“宽台陡坡”的坡型设计方案无论是对边坡的稳定性、还是施工都是最适宜的。
高边坡设计论文篇13
Key words: control principle; Operating mode analysis; Anti-slide pile; The finite element
中图分类号：X734文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1公路开挖中存在的问题
公路路堑边坡工程设计数量集中、种类多、性质杂等特点，但又存在场区及区域规律；和重点复杂的边坡工程设计有所差别；但又没有勘察设计工作程序和细则；另外由于各种条件的限制，边坡施工时却又不能严格按照“分级开挖，逐级支护”原则施工。目前，大部分公路路基边坡施工主要采用全坡面开挖后暴露很长时间再进行防护和加固，导致人为诱导的边坡变形，严重时更会导致多次(处)边坡失稳破坏的工程事故，对工程施工和营运安全带来直接危害，更会对工程造价和施工进度带来影响。
2边坡主要的防治原则及整治技术
在公路边坡防护工程设计中，根本问题是在边坡的稳定与经济之间选择一种合理的平衡。对于已发生病害或稳定性不足的边坡，需采用一定的防治措施使其在运营期间的保持稳定性或安全性。然而，针对不同边坡的具体情况采取不同的工程措施[1]。
公路边坡失稳的主要原因，一般认为是由于岩体下滑力增加，或岩体抗滑力降低所致。因此，正对边坡失稳的防治措施主要针对上述两方面进行处置，从而改善边坡稳定性能，增加边坡安全系数。
公路边坡整治技术主要分为两种，一种是针对边坡存在的隐患或可能发生的病害采取的预防性措施；另一种则是针对病害采取的治理工程措施。第一种处治技术是防止病害的发生或制止边坡变形，第二种整治的目的则为使边坡满足设计的安全性能。
3抗滑桩支挡工程特点
为支挡失稳坡体的下滑力，通常采用抗滑桩加固边坡的方法。在这类加固工程中，在浅层及中厚层滑体的前缘，或厚度不大且有地质条件的滑体的中部，常常采用钢筋混凝土桩或钢轨混凝土挖孔桩。而在大多数情况下，常采用桩墙结合的措施，采用分级支撑滑体，减轻对下部挡墙的推力[2]。此外，还可分排间隔设桩，这样不但工作面多，不会相互干扰，而且能够加快施工进度。
采用支挡(挡墙、抗滑桩等)措施是边坡处治的基本方法，对于不稳定的边坡岩土体，使用支挡结构，通过设置抗滑桩的形式增大滑体抗滑能力，提高滑体的稳定性能。该方法的优点是可以基本解决边坡的稳定问题，但是其缺点则是支挡位置的设置灵活性较小。
4有限元软件及破坏准则
土是由固体、液体和气体组成的三相体，三相物质的质量、密度、成因类型、形成历史等因素，都会使土表现出不同的性质。形成岩土体介质的力学性质非常复杂，影响其应力和变形的因素很多。鉴于实际工程中计算需要，可采用商用软件对其进行分析，本文采用的软件为ANSYS，对边坡开挖抗滑桩稳定性进行计算分析。ANSYS可以很好的模拟岩土的力学性能，对岩土的应力—变形与稳定性进行分析。
采用的Drucker-prager准则，通过分析自重应力及开挖对土体的影响，采用双参数准则，可以表示为：
式（1）
其中，k和是由试验确定的材料常数。根据应力不变量和，Drucker-prager准则可以表示为：
式（2）
5工程概况
某高速公路 K03+148～K13+220段，该路堑边坡于2010年8月开始开挖施工，在开挖过程中，边坡出现了大的滑移变形，山顶部分出现明显位移，通过勘察认为，该开挖过程可能引发滑坡，滑体范围较大，深度较深，一般厚度4～9m，最大厚度12m，滑坡的体积(80～140)×46m3，为一中型滑坡。设计施工方案为：坡顶及中部削坡减载，并采用格子护坡，在坡脚设24根抗滑桩(K13+248～K13+344)，两端用抗滑挡墙加固，修排水沟、前缘施工泄水孔，边坡的变形得到遏制，边坡整体处于稳定状态。
5.1滑坡推力
利用规范中的传递系数法[3]，计算滑坡推力及抗滑桩内力，根据勘察报告以及现场的岩土体物理性质实验及相应的技术规范。
下滑力：
（3）
抗滑力：
（4）
安全系数：
（5）
由式(3)，(4)，可得[4]：
（6）
（7）
采用传递系数法对该路堑坡边坡进行推力计算和稳定性分析，分两种工况。工况一：自然状态下开挖边坡后推力计算和稳定性分析；工况二：抗滑桩治理后稳定性分析。
推力计算结果，根据计算结果可以得出以下结论：在未支护前稳定系数0.98，最后条块剩余下滑力为567.4 KN/m，表明边坡处于欠稳定状态。在抗滑桩处置后，该边坡的稳定性系数为 1.15，最后条块剩余下滑力为0，表明抗滑桩支护取得明显效果，推力计算如表1、2所示，抗滑桩支护后，剪力和弯矩随桩身变化如图1、2所示。
表1 工况一推力结果
表2工况二推力结果
图1剪力随桩深变化图2弯矩随桩深变化
为了对以上计算结果进行对比，采用有限元软件ansys模拟该公路边坡开挖过程及抗桩的支挡， 计算参数选取如表3所示，采用Plane42平面单元来模拟岩土体,钢筋混凝土抗滑桩采用Beam3单元。材料本构模型时采用DP模型。抗滑桩桩截面尺寸为 3.5m×2m，受荷段和锚固段长分别为12m和6m，激活梁单元beam3，其边坡开挖支挡后坡体剪应力分布如图3所示,依据坡体破坏准则，支挡后边坡处于稳定状态，抗滑桩的弯矩分布如图4所示，正负弯矩的改变处即是该公路边坡开挖过程中潜在的滑动面。
表3模型参数
图3岩体的剪应力图4抗滑桩的弯矩
4结论
针对公路开挖中的边坡破坏和失稳问题，本文提出了防治原则和整治技术相结合的方法，对抗滑桩的支护特点进行了重点说明。借助具体的工程实例，采用传递系数法，分析和计算边坡下滑力，通过抗滑桩支护前后的边坡剩余下滑力对比和有限元的模拟，说明抗滑桩可以很好的提高公路边坡稳定性。
参考文献
[1]沈珠江.桩的抗滑阻力和抗滑桩的极限设计]JI.岩土工程学报,1992,14()l:41～43
