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公路路基边坡破坏及其防护措施

发表时间：2021/6/8 来源：《基层建设》2021年第6期作者：王倩文

[导读] 摘要：公路路基边坡发生破坏会造成严重的后果。

        重庆交通大学土木工程学院重庆 400041
        摘要：公路路基边坡发生破坏会造成严重的后果。路基边坡无论发生是滑坡还是坍塌，都可能会造成巨大的经济损失和人员的伤亡，所以我们需要保证公路路基的稳定性和安全性。为确保公路路基边坡的稳定，在公路项目的设计、施工和维护环节，都需要结合地质条件和工程实际做出相应的预防或是措施。
        关键词：路基边坡；滑坡；坍塌；防护
        一、引言
        近年来，我国公路行业的发展已经取得瞩目的成就，交通运输水平也处于世界前列。我国公路行业的快速发展，为我国人民带来了巨大的便利，在中国经济发展的历程中也起了至关重要的角色。而道路边坡灾害的频频发生，造成了巨大的经济损失和人员伤亡，日渐引起了公路部门的重视。我们需要加强公路路基边坡的质量监控，时刻预防着灾害的发生。
        二、路基边坡破坏类型
        （一）路基边坡破坏
        边坡的冲刷是路基边坡破坏的表现。边坡的冲刷主要是来自天然降雨的直接冲刷或是坡面径流的冲刷。路基边坡将会沿着坡面流水方向形成冲沟，在流水的冲刷作用下，冲沟不断发展，最终出现贯通的破坏面，沿破坏面坡体发生滑动，导致边坡的破坏。路基边坡的破坏与填充路基的材料、路基的压实度、路基的高度等因素有关。冲刷产生的路基边坡破坏主要集中在压实度不高的粘性土质边坡相对较缓的地方。而路基边坡最容易出现并且影响巨大的破坏类型一般分为两种：边坡的坍塌和山体的滑坡。
        （二）坍塌
        1.按照坍塌土层性质分类
        （1）均质土坍塌。均质土坍塌主要指整个土体性质均一，且大体不包含节理、裂隙与贯通性结构面的边坡发生坍塌。此类土体构成的路基边坡发生坍塌位置主要是坡肩及整个坡体，破坏面往往呈弧形，厚度往往是1至3m。
        （2）覆盖层坍塌。覆盖层坍塌也就是层状松散土边坡发生坍塌。此种边坡的张裂缝的深度与规模由引张应力区的应力与位移条件决定。此类土体构成的路基边坡发生坍塌位置主要是整个坡体、坡肩、坡内和坡脚。
        （3）结构面坍塌。发生结构面坍塌的边坡往往是由软硬差别大的上下土层构成的。结构面坍塌是路基边坡坡体内部某一岩土结构面或下伏基岩面产生的坍塌[1]。因为结构面差异较大，所以坍塌面的形态也有较大差异，塌床往往都是直线型或是折线型。此类边坡坍塌的在坡肩或是整个坡体都比较容易发生。
        2.坍塌破坏机理
        路基边坡发生坍塌主要是因为水的活动作用发生在坡体松弛带的岩土中，由于外界作用产生的加载、卸载以及含水量的增加、降低使得松弛带中的岩土的结合密实度不断发生变化。在雨季的时候，岩土自重增大、强度降低，使得坍塌的发生。坍塌变形往往是自上而下、从外到内塌落，塌下的岩土堆积在坡脚下，呈锥形堆积体。
        （三）滑坡
        滑坡是边坡土体由于剪切破坏形成一个贯通的面而发生滑移的现象。滑坡相较于崩塌是更加深层的破坏，其破坏面深入到坡体内部，更有甚者到达坡脚以下。滑坡的发展速度通常情况下是比崩塌缓慢的，依附面的力学性质和外力的作用特性决定其下滑速度。依附面切过的岩层塑性越强，或滑动的结合面越粗糙，滑体下滑的速度将会更加缓慢。
        1.按诱发因素分类。滑坡按照诱发因素与岩土层的差异分为四大类型：侵蚀型滑坡、开挖型滑坡、降雨型滑坡、采空型滑坡[2]。侵蚀型滑坡主要是由于坡脚发生侵蚀破坏。道路边坡的坡脚最大剪应力大幅增大，经过时间的累积，开始显著移动，直到最后停止。开挖型滑坡主要是由于破脚的开挖，坡体上部的土体会首先滑动，下部土体也开始逐渐失稳，最终一起滑动。降雨型滑坡主要是由于降雨引起的边坡失稳。雨水将会迅速集中于下伏底层为不透水层，待土层饱和时，水将沿着不透水层面流动，土体逐渐失去稳定。采空型滑坡主要是由于开采引起的地面变形产生的。开挖一个较为稳定的边坡之后，集中应力将会使最大主应变出现在采空区的上部，发生变形，逐渐发展滞后会形成贯通的滑动面，使得坡体变得不稳定。
        2.滑坡破坏机理。当边坡沿着潜在滑动面所受的下滑力大于抗滑力时，路基边坡将会沿着潜在滑动面发生破坏。边坡整体的剪切滑移是它的主要表现。

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一个典型的滑坡的基本要素为：滑坡体、滑动面、滑坡床、滑坡壁、滑坡周界、滑坡台阶、滑坡裂隙、滑坡舌[3]。
        三、影响因素
        （一）外部因素
        1.水的影响。水的渗入使得土体的含水量增加、质量增大、抗剪强度也随之降低。地下水的渗流会对土体产生水压力，随着水压力的增加，水位的升高将产生浮托力，使得滑动面加速变形而发生破坏。
        2.风化作用。风蚀作用使得土层的强度降低、裂缝增大，使得地面水更加容易渗入，将会改变地下水的状态；裂缝的不断开展，使得结构面的强度不断降低，使路基边坡的发生破坏。
        3.地震动的作用。地震动包括地震与人为的爆破振动。地震的作用非常复杂，但主要包括两个方面：①土体将会由于地震的加速度的作用而增加下滑力。②在地震作用下，土体中的孔隙水压力增加、而强度降低，而这些都对路基边坡的稳定非常不利。
        4.人为影响。人类的活动是导致边坡发生破坏的重要原因。无论是边坡设计的不合理、边坡的坡脚开挖以及边坡的加载都会造成路基边坡失去稳定性。
        (二)内部因素
        1.边坡内部岩土体。构成边坡的岩土体的性质、强度、结构都将会影响边坡的稳定与否。边坡的破坏一般都是有坡体中的软弱层决定的，只要有软弱层就有可能发生破坏。
        2.边坡的结构面。因为结构面的影响，使得边坡产生了变形能力、流动能力，加重土层的不均匀性以及非连续性、相异性等，使边坡产生了很多不利的情况。应该重视边坡结构面的形态特征、充填性、结合性、与贯通性的分析。
        3.其他。边坡的初始地应力、地形地貌、临空面等也直接影响着路基边坡的稳定性。
        四、防护措施
        （一）植被防护
        植树防护是一种有效维护边坡稳定性的措施。种植可以保持边坡土体的水分，同时由于植被强大的根茎相互缠绕，与土体间形成稳定的良好关系，将减少土体的流失。
        （二）工程防护
        在植物无法正常生长或是风化程度严重的地区适合使用工程防护的措施。在工程防护中主要包括有：设置框格、设置防护墙、设置干砌片石、使用喷浆、使用锚杆防护。一些防护形式的目的是让路基边坡表面上形成阻碍，使得其表面更加粗糙并且水流速度降低；或者是对岩石的裂缝进行封闭，阻止水的渗入，预防边坡的分化，从而避免发生坍塌灾害。
        （三）养护工程
        对路基边坡进行养护也是保证边坡稳定性的重要一项。提前找到可能会致使边坡产生病害的因素，并且有针对性的去解决隐患。
        五、总结
        公路路基边坡发生破坏会造成严重的后果。路基边坡无论发生是滑坡还是坍塌，都可能会造成巨大的经济损失和人员的伤亡，所以我们需要保证公路路基的稳定性和安全性。在施工前应提前勘察好即将进行施工的地点，进行合理的设计；在项目施工当中，应结合工程实际进行分析总结，找到可能会使得边坡产生破坏的隐患，并及时做出相应的措施解决问题，增强边坡的稳定性；施工完成后，应进行合理的养护，维护边坡的稳定性。
        参考文献
        [1]朱雷,黄润秋,陈国庆,何思明.节理岩体边坡破坏路径的等效计算研究[J].岩石力学与工程学报,2020,39(01):22-33.
        [2]周潇朗.吕梁山区典型滑坡形成机理研究[D].长安大学,2019.
        [3]吕庆.边坡工程灾害防治技术研究[D].浙江大学,2006.
        作者简介
        王倩文（1998），女，汉族，四川乐山人，在读硕士，研究方向：道路工程。