濕陷性黃土高填方邊坡穩定性研究

喻斌

摘 要：穩定濕陷性黃土的穩定性是施工建設工作的重點。以現階段濕陷性黃土分布情況為基礎，結合近年來研究得出的高填方邊坡穩定性特點，了解新時代發展對施工項目提出的要求，分析如何有效判斷和解決濕陷性黃土高填方邊坡穩定性，以此為項目建設工作提供有效保障。

關鍵詞：濕陷性；黃土；高填方；邊坡；穩定性

中圖分類號：TU475.3 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0195-01

濕陷性黃土是在干旱氣候下形成的，在初期遇到過少的雨水量會粘合松散的粉粒，而長時間干旱很容易讓所有水分蒸發，出現以粗顆粒為主體骨架的多孔結構，此時它在干燥環境下擁有較大強度，若是大量降水，會讓黃土可溶性鹽浸濕被融化，土中交結力也會降低，最終在某種作用力下加速土體結構的瓦解，承載力也會越來越也低，出現濕陷變形，致使土層出現邊坡沖蝕、塌滑等問題。因此研究濕陷性黃土高填方邊坡穩定性工作至關重要，下面對其進行深層探索。

1 案例介紹

本文以某市機場高填方工程為例，對濕陷性黃土高填方邊坡的穩定性進行深層探索。一方面要了解黃土濕陷性的變化規律，探索實現性黃土變形機理，明確高填方邊坡的變形特點；另一方面引用強度折減法計算本文案例介紹的工程邊坡安全系數，而后分析最終計算結果，明確其對濕陷性黃土高填方邊坡穩定性穩定性評價的適應性[1]。

2 濕陷性黃土高填方邊坡變形分析

通過了解實踐案例可知，變形機理研究主要分為以下幾點：①溶鹽假說。這與水的作用有直接關系，也就是含水率。土體中的易溶鹽都是通過微結晶狀態出現的，含水率過低時，易溶鹽會出現膠結，會讓土體內出現內部凝結力，若是含水率提升，這種內部凝結力也會受到損害，黃土也會出現潰散問題；②毛細假說。黃土的土體間存在大量孔隙，而孔隙中有很多空氣和水分，兩者間會出現張力，含水率過低時張力非常大，含水率過高時張力會慢慢降低直到消失，孔隙中的表面張力若是消失，黃土也會出現潰散問題；③結構假說。這種理念是指依據土體中骨架顆粒的形態、接觸關系和排列方式等展現黃土濕陷性；④欠壓密理論。在高溫作用下，土體中的水分會出現蒸發問題，導致土體中的水分大量消耗，致使很多鹽分被稀釋，土體顆粒出現內部凝結力。除此之外，若是上部覆土層厚度提高，會增加下部土層的壓力，導致土體顆粒間的內部凝結力難以抵抗壓力，進而出現錢亞密問題，含水率若是提高，會直接降低內部凝結力，進而導致黃土出現濕陷問題。當然，除了上述內容外，還有其他理論支持，這就需要工作人員在實踐操作中繼續深層探索[2]。

3 高填方邊坡穩定性分析

3.1 方法與原理

高填方邊坡的穩定性是巖土工程區域的重點研究內容，人們一般會引用安全系數作為邊坡穩定性的評價標準。因為其原理簡單，物理意義直觀，直到現階段其依舊被認為是高填方邊坡穩定性研究中的重要內容?，F階段，用于研究黃土高填方邊坡穩定性的方法有很多種，其中最常用到的依舊是有限元分析法和極限平衡法，這兩者在巖土工程中可以廣泛應用，前者會選擇強度折減法，而后者最常用的是畢肖普法，本文主要以強度折減法為例對所在區域的濕陷性黃土高填方邊坡穩定性進行分析。

強度折減法是指依據持續降低土體的剪切強度數據，最終讓邊坡受到破壞，以此明確邊坡的最危險滑坡面和相應安全系數。這種方法不需要事先設定邊坡滑移面，邊坡的最危險滑移面在強度折減到一定范圍后會隨之形成。

在強度折減法中定義的穩定安全系數是指：在邊坡達到臨界破壞點后，折減土體的抗剪強度的情況，因此巖、土體的邊坡安全系數從一定意義上來說，是指抗剪強度與上臨界破壞的剪切強度的比值[3]。強度折減法的原始是通過下列兩個公式對巖、土體的兩個折減指標C和？準進行調節，其中CF是指折減后巖、土體的粘結力，而？準F是指折減后巖、土體的摩擦角，Ftrial是這一階段的折減系數。在此基礎上，工作人員可以對巖、土體的邊坡實施模擬研究，折減系數會隨之提高，迭代計算，一直到出現臨界破壞位置后，此時就可以獲取折減系數，也就是邊坡的安全系數FS。具體公式如下所示：

Cf=c/Ftrial

？準F=tan-1（（tan？準）/Ftrial）

3.2 強度折減法研究濕陷性黃土高填方邊坡穩定性

上文通過了解強度折減法的工作原理，整合FLAC3D對本文案例提出的黃土高填方邊坡穩定性進行模擬計算，具體模型如圖1所示：

具體模擬計算過程如下：①在CAD中構建模型；②導入到ANSYS中實施單元體的拉伸和網絡劃分；③將生成的文件放在FLAC3D軟件中進行參數賦值，如定義強度折減函數、設計初始安全系數的上限與下限、明確計算循環的終止條件及設計控模型，邊界條件，提出彈性本構模型，明確重力加速度等[4]；④在完成上述工作后要進行模擬求解；⑤獲取最終輸出結果。通過計算本文案例的安全系數可知，其濕陷性黃土高填方邊坡是穩定性的。

4 結束語

綜上所述，上文通過引用強度折減法對濕陷性黃土高填方邊坡的穩定性進行研究，可以明確認識到，強度折減法對黃土高填方邊坡穩定性的安全系數計算更加簡單，且工作量更少，因此其作為同類工程黃土高填方邊坡的穩定性研究是最常引用的一種方法。另外，施工團隊在選擇濕陷性黃土所在區域進行項目施工前，要做好現場調查工作，病整合項目建設要求和所在區域特點，提出有效的建設方案，以此保障項目建設效率和質量。

參考文獻

[1]武秉憲.淺談濕陷性黃土高填方路基的填筑方法[J].工程技術：全文版，2016（11）：178.

[2]郝驍瑋.高填方濕陷性黃土地基處理方案對比[J].山西建筑，2017（33）：67～68.

[3]管電玲，閻萬里.沖擊式壓路機在濕陷性黃土高填方重載路基上的應用[J].鐵道標準設計，2001，21（11）：24～25.

[4]李 航，王慶功.淺談濕陷性黃土地區高填方路基施工質量控制要點[J].建筑工程技術與設計，2015（36）：192.

收稿日期：2018-10-9

作者簡介：喻 斌（1987-），男，漢族，甘肅定西人，工程師，本科，主要從事公路養護工作。