公路滑坡稳定状态划分探讨

滑坡在天然状态下的稳定度可采用稳定系数的大小进行表征【注:现行最新的相关规范已将稳定系数改名为安全系数,而将人类改造后表征滑坡安全度的安全系数改名为设计安全系数。笔者在此采用原定义的稳定系数进行表述(没办法,用习惯了,一时半会改不了,呵呵)】,通过形象的稳定系数大小,可以直观 的表述当下边坡与滑坡的稳定状态,这对于评估边坡与滑坡的稳定度,是否需要采取相应的工程措施等具有相当重要的现实意义。
但现行的不同规范、不同行业标准对滑坡的稳定性可划分具体数据大小存在较大差异,有的规范没有说明稳定性划分标准,造成了技术人员的困惑。在此,笔者在此进行必要的探讨,以供大家参考。
一、基本情况
通常情况下,滑坡的稳定性可划分为不稳定,欠稳定、基本稳定和稳定四大类。
下面以具有代表性的三个规范和一个权威度较高书籍中的滑坡的稳定性划分进行分析:
1、交通运输部《公路滑坡防治规范》(JTG/T 3334-2018)规范中规定的滑坡的稳定性划分如下表1。
其中,

为滑坡安全系数

2、青海省地方标准《公路滑坡勘察设计规范》(DB63/T 1427-2015)规范中规定的滑坡的稳定性划分如下表2。
其中,

为滑坡安全系数

3、中华人民共和国国家标准《滑坡防治设计规范》(GB/T 38509-2020)规范中没有明确规定滑坡的稳定性划分具体数据。
4、郑颖人、陈祖煜、王恭先、凌天清编著《边坡与滑坡工程治理》(2007年,人民交通出版社)中规定的滑坡的稳定性划分如下表3。
二、滑坡稳定状态划分的依据讨论
从以上三个不同行业规范和权威性较高的书籍中可以发现,滑坡稳定状态划分的差异主要体现在欠稳定与基本稳定的数据差异上。那到底表征欠稳定和基本稳定的数据哪个更合理呢?这需要从不同状态下的滑坡稳定度定义和人们规定滑坡的治理后的安全系数大小两个方面来进行说明。

基本稳定:相当于坡体未出现变形破坏迹象或变形破坏迹象不明显。对于滑坡来说,就是滑坡主滑段后部由于某种原因出现一定的小范围变形,但地面上没有坡体变形迹象发生,滑面的参数基本处于峰值强度。这个状态下的滑坡一般情况下必要时可采用小规模的修补工程就可达到稳定状态。这时的滑坡稳定系数

欠稳定:相当于坡体出现蠕动、挤压等变形,坡体不同程度的出现了较大规模的变形迹象。对于滑坡来说,滑坡的主滑段变形牵引后部坡体出现不同程度的变形,或滑坡向下挤压抗滑段而导致滑面逐渐贯通,滑坡周界逐渐明显,滑面的参数出现了不同幅度的下降。即

处于蠕变状态时滑坡后缘出现断续状裂缝,随着时间推移,裂缝逐渐由断续状向贯通状发展,宽度不断加大。此阶段坡体变形主要集中在滑坡上部,滑坡的变形是局部的,主滑面还没有形成。这时滑坡稳定系数

处于挤压阶段时滑坡后缘的拉张裂缝向滑坡两侧逐渐延伸,形成了较为明显的圈椅状主拉裂缝,滑坡两侧界裂缝向下逐渐贯通,且裂缝两侧出现雁列状排列的羽状裂缝,滑坡前缘出现放射状挤压裂缝及鼓胀裂缝。这时滑坡稳定系数

处于欠稳定状态下的滑坡一般情况下需要采用较大或大规模的整治工程方能达到稳定状态。

作为公路来说,从《公路滑坡勘察设计规范》(DB63/T 1427-2015)的不同等级安全系数如表4。

从表中可以看出,不同等级的公路在天然工况下的安全系数均要求大于1.1,也就是说坡体的稳定系数大于1.1时是满足滑坡最低稳定性需求的,即表示在天然工况下坡体不允许出现影响滑坡稳定的变形。

从天然工况来看,以高速公路和一级公路,以及重要的国道和部分省道为主的二级公路的安全系数大于1.15,即斜坡不能出现影响滑坡稳定性的安全储备系数不小于0.05~0.1;而以低等级的部分省道、大量的县道,甚至是乡村道路的三、四级公路,其在天然工况下的安全系数要求大于1.1,而小于1.15,表示滑坡的安全储备较小,即斜坡不能出现影响滑坡稳定性的安全储备系数不小于0.0~0.05。这符合工程的安全性与经济性指标相互平衡。

从暴雨工况来看,高等级和稍高等级的高速公路、一级公路与国道为主和部分省道为主的二级公路在控制性的暴雨工况下的安全系数是大于1.1的,表示滑坡在暴雨工况下安全储备降低,但不能出现影响滑坡稳定的变形;低等级的部分省道、县道,甚至是乡村道路的三、四级公路,其在控制性的暴雨工况下的安全系数要求大于1.05,而小于1.1。表示滑坡在暴雨工况下出现局部变形,但不能出现失稳,滑坡在控制性的暴雨后随着水作用影响减弱而趋于稳定或施作小规模的工程即可确保稳定,这是符合工程的安全性与经济性指标相互平衡的原则。

综上,从滑坡不同稳定度情况下的变形状态,以及不同工况下的稳定状态而言,公路滑坡稳定状态划分宜如表5所示,从而在确保滑坡安全的基础上,兼顾工程处治的经济性指标。
以上讨论仅局限于公路滑坡的稳定状态划分,是公路滑坡稳定状态划分的基础,在一般情况下是较为合理的,可以用于指导工程实践。但在一些特殊工程的要求下,这个稳定状态所确定的系数能否满足工程的安全系数要求,还取决于工程的重要程度,还需单独做出评价。
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