关于工程加固前后边坡稳定性计算的情况说明

近日有朋友咨询了一个问题：

1、边坡加固之后的稳定性是怎么计算的？

2、锚固工程的力是怎么分配到边坡的计算块体中的？

关于这两个问题，回答如下，希望能对朋友有帮助。

1、关于边坡支挡加固之后的稳定性是怎么计算的问题？

对于这个问题，其实就首先明确边坡的稳定性就是坡体的抗滑力（力矩）与下滑力（力矩）之比。因此，要明确边坡加固前后的稳定性变化或具体数值，就只要算出抗滑力与下滑力即可。

因此，在边坡加固前，可以通过各种渠道分别得出边坡的稳定系数或坡体的下滑力与抗滑力。当边坡的稳定系数不满足相关的工程的安全系数要求时，就需通过提高抗滑力或减小下滑力进行解决。而增加抗滑力的工程措施就有反压、支挡加固、截排水等。减小下滑的工程措施就有卸载、截排水等工程措施。

因此，关于支挡加固后边坡稳定性，即安全系数，可以根据不同的要求，通过工程支挡加固后边坡的抗滑力与下滑力的变化量分别计算得出边坡的安全系数或剩余下滑力。即如果安全系数满足相关工程要求，就可认为支挡加固达到了工程目的；如果边坡的在一定稳定状态下的剩余下滑力小于零，就可认为这时的坡体稳定状态满足相关工程要求。

2、关于锚固工程的力是怎么分配到边坡的计算块体中的？

1）对于这个问题，首先要区别是锚固工程是预应力型还是全长粘接型。完整性较好的坡体还是完整性较差的坡体。

对于全长粘接型的锚杆或钢锚管，由于注浆后筋体与周边坡岩土体紧密的胶结为一个整体，使筋体成为大自然的一部分，也就成为了边坡体的一部分。当坡体存在潜在变形趋势或发生变形时，由于筋体的模量往往较大而存在相对的应力集中，因此，筋体将首先调动其抗剪力对坡体的稳定性进行平衡，从而确保边坡的稳定。

图1 全粘接锚杆和钢锚管受力模型

对于预应力型锚索，由于钢绞线编束时设置了自由段，故除锚固段位于潜在滑面或滑面以下同周边坡岩土体融为一体外，自由段由于隔离设施的存在而没有与滑面或潜在滑面以上的岩土体融为一体，而是相对自由存在的。

因此，要说明预应力锚索的力在边坡的分配，就必须首先区别坡体的完整性问题。

对于岩土体完整性较好的坡体，预应力主要通过用于加固边坡的预应力在滑面或潜在滑面部位的力的分解，将其中一部力分解为与滑面平行而提高边坡的抗滑力，另一部分分解为对滑坡的正压力，通过其形成的摩擦力用以提高边坡的抗滑力，从而达到提高边坡稳定性的目的。

对于完整性较差的坡体，用于加固边坡的预应力主要是通过位于坡面的反力结构（框架等）形成的“网兜”，借助位于稳定地层中的锚固力对边坡的抗滑力进行有效提高，从而达到提高边坡稳定性的目的。

图2 预应力锚固工程在不同完整度坡体中的加固机理

综上，边坡的稳定性无论是加固前后，均可通过天然的，或人工辅助的坡体抗滑力与下滑力之间的对比进行确定。而锚固工程力的分配，则与锚固体的工程性质，以及构成坡体的岩土体的性质密切相关，需要加以区别对待。