边坡稳定性因素分析及运用Bishope法计算JH水渠高

1边坡稳定性的影响因素

边坡是否稳定受多种因素的影响，它的变形破坏往往是多种因素作用的结果，以下介绍影响边坡稳定性的主要因素：

1.1地层岩性

地层岩性的差异，是影响边坡稳定的重要因素，不同时期和不同成因的地层，有着不同的变形破坏形式。各种不同成因的岩石，其矿物成份、颗粒大小、胶结物质性质和胶结程度差别甚大，具有各自的物理力学性质。
生成时代较老的地层，具有硬结成岩过程长，胶结紧密，力学强度较高的特点。而较年轻的地层，像白Ⅴ系、第三系、第四系地层硬结成岩时间短，一般胶结较差或没有胶结成岩，力学强度低，边坡稳定性差。
岩石的矿物成分对边坡稳定性的影响，主要表现在不同矿物构成的岩石，其物理性质和力学强度有着显著的差异。含长石、云母、绿泥石及亲水性较强的蒙脱石类粘土矿物较多的泥质岩石，极易风化，而且浸水后易膨胀、崩解，稳定性很差；具有硅质、铁质的岩石往往强度较高，雨水稳定性亦好的特点。

1.2风化作用

边坡岩体，长期暴露在地表，受到水文、气象变化的影响，逐渐产生物理和化学风化作用，出现各种不良现象，如产生次生矿物、节理张开或裂隙扩大，并出现新的风化裂隙、岩体结构破坏、容重减小、物理力学特性降低等等，对边坡变形的发生和发展起着促进作用。实践资料表明，岩石遭受风化作用后，边坡的稳定性大大降低，并且岩石风化愈深，边坡的稳定性愈差，稳定坡角愈。

1.3水的作用

许多边坡的变形和破坏发生在雨季和雨后，有的发生在水库蓄水以后，有些出现在渠道集中渗透地段，还有一些是由于人工排水不当引起的边坡破坏，这些事实说明，水对边坡稳定的影响是十分显著的。
水对边坡的影响有静水压力、动水压力、水的冲刷作用和软化作用等几个方面。处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用，使坡体的有效重量减轻，特别适当坡脚岩体被水浸末后，对边坡的稳定尤为不利。当边坡内部存在不透水(或弱透水)的结构面时，该面上往往发生泥化或软化，抗剪强度将大大降低。充水的张开裂隙将随裂隙水静水压力的作用，使裂隙宽度进一步扩大。地下水的渗透流动，将对坡体产生动水压力甚至管涌、流土，降低边坡的稳定性。
水流冲刷岩坡，可使坡脚出现临空面，上部岩体失去支撑，导致边坡失稳。

1.4振动作用

地震、大规模爆破和具有一定动量的机械振动，都可能引起边坡应力的瞬时变化，影响边坡的稳定。强烈地震对边坡的破坏作用是很严重的，地震产生的横波在地表引起周期性晃动，纵波使地表岩土产生上下颠簸。在地震力作用下，边坡岩土体的结构将发生破坏和变化，造成大规模的滑坡和崩塌。
长期、反复的爆破和机械振动，可以使边坡岩体产生疲劳效应，使原有结构面张裂、松弛和产生一些新的结构面；保水的粉细砂层可以出现液化；含水量较高的淤泥和淤泥质土可以发生触变现象，降低边坡的稳定性。

1.5人类的工程活动

随着人类工程活动规模的日益扩大，它对边坡稳定性的影响越来越显著，不当的人类活动引起的边坡失稳事故频繁发生，使得人民不得不重视人类工程活动对边坡稳定性的影响。对边坡稳定性产生显著影响的人类活动有：
(1)削坡。不当的削坡往往使坡脚结构面或软弱夹层的覆盖层变薄或切穿，减小坡体滑动的抗滑力，而边坡的下滑力却没有相应地减小，这样边坡的稳定性降低。当结构面或软弱夹层的覆盖层被切穿时，结构面与边坡面构成不利组合，边坡产生结构面控制型失稳。
(2)坡顶加载。坡顶加载一方面增加了坡体下滑力，而没有成比例地增加滑动面的抗滑力；另一方面加大坡顶张应力和坡脚剪应力集中程度，使边坡岩土体破坏，降低强度，因而引起边坡稳定性降低。当坡顶加载物为松散物时，情况就更为严重。因为松散加载物减少大气降雨的地表径流，增加大气降雨的入渗量，也会降低边坡稳定性。
(3)地下开挖。地下开挖主要包土石堆载，包括采矿和开掘铁路、公路隧道，它引起的地表移动与边坡失稳。

2Geo-slope计算边坡稳定

2.1计算原理

对边坡稳定分析一般采取以下两种方法：
1.    Bishop法，满足力矩平衡条件。
2.    Monte Carlo可靠度法，满足边坡稳定分析影响因素不确定条件。
本文采用Bishope法对JH水渠的高边坡进行计算分析。#p#分页标题#e#

2.2计算工况

工况1：不设锚索
工况2：增设锚索

2.3计算结果

计算结果见表1、表2。
表1  计算结果（工况1）

级数	安全系数
第五级	1.422
第四级	1.465
第三级	1.556
第二级	1.789
第一级	1.875

表2  计算结果（工况2）

级数	安全系数
第五级	1.578
第四级	1.625
第三级	1.684
第二级	1.833
第一级	1.897

2.4分析

从工况1和工况2的计算结果可以看出，经过加固后，边坡满足稳定性要求。

3总结

本文着重分析了影响高边坡稳定性的因素，并且运用GEO-SLOPE计算软件针对工程实例JH水渠的高边坡进行了模拟计算，使得Bishope法得意充分的验证，证明此边坡需加设锚索后能得到较好的稳定性，不产生滑坡等现象。
参考文献：
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[2]郑颖人，赵尚毅，张鲁渝.用有限元强度折减法进行边坡稳定分析[J].中国工程科学。2002,4（10）：57-61
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