浅谈建筑边坡工程及其应用
图1-1 边坡基本形态
a)直立边坡; b)倾斜式边坡; c)台阶式边坡;
图1-2 复合边坡形态
3：土质边坡、岩质边坡与岩土混合边坡三大类主要是根据构边坡按边坡介质材料的差异。
4：稳定性边坡、基本稳定边坡、欠稳定边坡和不稳定边坡四大类主要是根据边坡的稳定性程度来划分的。其划分依据没有明确的严格规定。
5、边坡按照其高度的不同，我们通常可将其划分为高边坡和边坡两类。边坡高度小于三十米的为一般边坡。边坡高度在十五米到二十米之间的是土质边坡。如果岩质边坡高度大于三十米则一般是高边坡。
6、永久性边坡和临时性边坡的划分依据是根据边坡年限的区别差异。永久性边坡通常是指工作年限超过2年的边坡。反之不超过2年的边坡则为临时性边坡[5]。
1.3 边坡工程的重要性和分级
根据边坡工程的重要性及破坏后果的危害性,对边坡工程安全性有条规定： 1：边坡工程应按其损坏后可能造成的后果危及人的生命、造成经济损失、
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产生社会不良影响的重要性、边坡类型和坡高等因素,根据表确定边坡的安全等级。
2：破坏后果很严重、严重的下列建筑边坡工程,其安全等级应定位一级。 A：由外倾软弱结构面控制的边坡工程。 B：危岩、滑坡地段的边坡工程。
C：边坡滑塌区内或边坡影响区内有重要建构筑物的边坡工程。破坏后果不严重的上述边坡工程的安全等级可定为二级。
3：边坡塌滑区范围可按下式估算
L?H/tan?
式中L边坡坡顶塌滑区边缘至坡底边缘的水平投影距离，H边坡的高度。 对于土质边坡可取45???/2，?为土体的内摩擦角对岩质?边坡的破裂角。边坡可按规范确定。
表1-1 边坡稳定性分级及评价指标表
序 号 稳定性分级 评 价 指 标 结构面倾角或交割线倾角≤0° 备 注 逆向坡 顺向坡 顺向斜交坡 1 稳定 结构面倾角或交割线倾角≥边坡角 结构面倾向或交割线倾向与坡向夹角≥60° 30°<结构面倾向或交割线倾向与坡向夹角<60°； 2 基本稳定 结构面倾角或交割线倾角<边坡角 0°≤结构面倾向或交割线倾向与坡向夹角≤30°； 斜交坡两条件同时具备 斜交坡和顺向坡两条件同时具备 3 不稳定 结构面倾角或交割线倾角<边坡角
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2 边坡工程稳定性分析及评价
2.1 边坡稳定的影响因素分析
边坡稳定性的影响因素很多,概括起来主要可分为内在因素和外部因素。内在因素包括组成边坡岩土体的地层岩性、地质构造、岩体结构等,这些因素的影响是长期而缓慢的,是边坡变形破坏的先决条件。它们决定了边坡变形的形式和规模,对边坡的稳定性起着控制性作用外部因素包括风化作用、水文地质、振动、边坡形态、人类的工程作用以及水文、气象条件、植被生长等等,这些因素对边坡变形和破坏的影响比较明显和迅速,但它们只能通过内在因素才能对边坡的稳定性起着破坏作用,或者促进边坡变形的发生与发展。总之,边坡的变形与破坏,实质上是内在和外部因素综合作用的结果,在分析边坡稳定时,应在研究各种单一因素的基础上,找出影响边坡稳定的主要因素。
1 地层与岩性
影响边坡的主要因素来自多个方面，主要就是地层和岩性的差异所致。时期以及成因的差异会导致边坡被破坏所呈现出不同的形式。因为其都拥有各自不同的物理化学性质。岩土介质抗剪强度的降低和剪应力的增加，最终会导致的结果就是边坡失稳遭受破坏。
2 岩体结构
影响边坡的重要因素之一就是岩体的自身结构。我们通常将岩体的结构分为多个方面，包括了层状，块状以及散体和碎裂网状等结构。其不同的结构形式会存在一定的物理性质的差异，而最终导致边坡遭受破坏的性质也各不相同。
3 风化作用
长期暴露于自然环境中，受到风雨的侵蚀，边坡岩体会慢慢产生相应的风化现象，边坡的稳定性也随之慢慢降低。
4 地下水
地下水对于边坡的稳定性影响是不可忽略的，其有冲刷，软化以及动静水压力。顾名思义，地下水对边坡有这浮托力作用，在一定程度上会降低边坡稳定性，失去原本的支撑力，导致最后的失稳。
5 振动作用
自然的地震，人为的爆破等因素会产生一定的振动，其对于边坡稳定性的破坏是非常严重的，各种强烈振动中所产生的横波以及纵波都将导致边坡自身的结
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构发生变化，造成了滑坡现象，降低了边坡的稳定性。
2.2 边坡破坏的基本形式
从破坏形态分类，岩坡失稳分为岩石崩塌和滑坡两种。
崩塌：发生在边坡过陡的岩坡中，大块的岩体和岩坡分离而向前倾倒，或者坡顶岩体因某种原因脱落翻滚而下在坡脚处堆积，常产生于坡顶裂隙发育的地方。主要是由于风化原因减弱了节理面的黏聚力，或者是由于雨水渗入张裂隙中，产生裂隙水压所致；也可能是气温变化、冻融松动岩石的原因。其他偶然因素还有植物根造成膨胀压力、地震、雷击。
滑坡：岩石在重力作用下，沿着坡内软弱结构面产生的整体滑动。滑坡型式主要有平面滑动、楔形滑动、旋转滑动。
岩坡滑动过程大致可以分三个阶段：①蠕动变形阶段：坡面或者坡顶出现张裂隙并逐渐发展加长、加宽，坡前缘出现挤出现象，地下水位发生变化，又是会有响声。②滑动破坏阶段：坡后缘迅速下陷，岩体以极大地速度向下滑动；③逐渐稳定阶段：疏松的滑梯逐渐压密，滑体上草木逐渐生长，地下水渗出由浑变清。
2.3 边坡稳定性分析计算方法
2.3.1 定性分析方法
定性分析方法的拥有自身独特的分析优势，其可以全方位的综合考虑所有影响边坡稳定性的因素，并且对于边坡的发展趋势能够做出及时的评价。其主要的定性分析方法有如下：
表2-1 定性分析方法
分析法 图解法 原理 主要运用一定的曲线来表征边坡有关参数间的定量关系,从而计算得出边坡稳定系数。 历史分析法 根据边坡变形的基本规律,预测边坡发展的趋势和边坡破坏方式。 工程地质类比法 将研究设计经验应用到条件相似的新边坡的设计中去,进而全面分析工程地质因素的相似形和差异性。
2.3.2 定量分析法
定量分析法包括了多种评价方法，我们常见的有确定与非确定性模型评价
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法，以及确定与非确定数学模型评价法，而极限平衡法是应力应变分析法是确定性数学模型评价法的主要2个评价方法。其具体如下：
极限平衡法：其在我们日常的工程实践中扮演着非常重要的角色，极限平衡法主要是通过多重的计算分析比较，充分利用应用力学的分析方法来得出相应的稳定系数，其评价结果比一般评价方法要准确很多。
应力应变分析法：应力应变分析法的主要原理是首先借助特定的方法来计算得出边坡的应力分布情况，并用强度标准求得在应力集中的安全系数，不断的加大或者降低强度来研究岩体的变形变化一直到失稳状态。从而进一步判断边坡的稳定性。这种方法充分的结合了诸多的研究体系领域于计算机体系之中，包括了有限元分析法，其最大程度的考虑了岩体的应力特征，能够最大化的接近实际情况来分析边坡被破坏的机制。另外也包括了边界元分析法，其进一步加强了计算的精度，但是其无法得到线形方程组的关系。离散元法相比较于前俩者而言，其计算过程相对比较简单，非常适合于岩体破坏失稳方便的问题的分析。 2.3.3 物理模型法
充分利用相关的统计实验数据和随机模拟实验来解决工程技术中的问题就是物理模型法。现代化社会的不断发展，让人们对于工程的质量以及各个计算精度有了更高的要求，传统的解析方法在这些方面显得心有余而力不足，近些年来由于计算机互联网技术的不断发展，使得物理模型法也得到了充分的发展。其概念方面简单，对于复杂的分析问题，物理模型分析方法一般不需要传统的严格限制。但是其缺点也是非常明显的，尤其是在计算精度方面偏低。近些年来物理模型分析法在边坡稳定性分析中得到了空前的肯定，其在传统的分析方法无法解决的问题中发挥着越来越重要的作用。 2.3.4 现场监测分析法
现场检测分析法是比较传统的检测方法，主要通过人工在现场观察地表的坍塌，裂缝以及地表温度变化等现象，并且时常会在地表的裂缝处埋置贴纸片，简易观测桩。其中包括了设站观测法，人工在对边坡现场工程有了足够的地质背景了解的基础上，会设立相应的观测点，并在边坡变形影响范围之外也会设置观测站，利用相关的测量仪器定期检测位移变化。
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