降雨入渗的边坡稳定评价（降雨对边坡稳定性的影响分析）
降雨入渗的边坡稳定评价（降雨对边坡稳定性的影响分析）表1 风险识别得分表本文通过专家调查法对边坡的安定性进行风险性评估，根据不同的环境以及施工措施因素等进行了分值权重排序，具体分值计算见表1。刘保国等[1]利用模糊网络分析方法建立了山区隧道风险因素的评价体系，并利用专家分析法建立关系矩阵，对影响路堑边坡安全的单因素进行分析;唐栋等[2]采用均质土进行试验研究，在保证土体渗透系数不变的前提下改变降雨强度，分析边坡体的稳定性变化规律;姚海林等[3]通过对存在裂隙的边坡体进行研究发现:裂隙的存在会改变岩土体内部的孔隙水压力，进而改变边坡的受力状态，危及边坡的安全。本文对遵义市内某公路边坡进行风险识别研究，并找出主控因素，从而尽可能地减小主控因素的影响，保障边坡的后续运营安全。该项目位于遵义市某高速公路收费站距离500m左右的匝道路堑边坡，区内属于亚热带季风气候，年最高气温达39℃，年平均气温为15℃，降雨较为集中，分布于每年的5到10月，该路堑高
钟宇李果贵阳市交通委员会贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司摘 要：本文以遵义市内某高速公路收费站附近边坡作为项目背景，通过专家调查法进行各风险因素权重打分，得出项目的安全等级，进而利用Geo Studio软件对影响边坡安全的降雨因素进行分析研究。通过分析研究得到:边坡的安全系数随着降雨强度的增加而减小;同等降雨强度条件下安全系数随着降雨时间的增加而减小;在同等降雨量的情况下，降雨持续时间的影响程度小于降雨的强度。
关键词：路堑边坡;稳定性;专家调查法;GeoStudio;
作者简介：钟宇(1973-)，男，高级工程师，主要研究方向:交通运输规划与管理。;
引言随着交通行业的大力发展，公路沿线不可避免地会出现高填深挖现象，其中路堑高边坡为影响公路安全的最主要因素之一。我们在对边坡的危险性进行分析研究的时候，一般会经历风险源的识别、主(次)要影响因素的评估、解决潜在不安全隐患几个步骤。
刘保国等[1]利用模糊网络分析方法建立了山区隧道风险因素的评价体系，并利用专家分析法建立关系矩阵，对影响路堑边坡安全的单因素进行分析;唐栋等[2]采用均质土进行试验研究，在保证土体渗透系数不变的前提下改变降雨强度，分析边坡体的稳定性变化规律;姚海林等[3]通过对存在裂隙的边坡体进行研究发现:裂隙的存在会改变岩土体内部的孔隙水压力，进而改变边坡的受力状态，危及边坡的安全。本文对遵义市内某公路边坡进行风险识别研究，并找出主控因素，从而尽可能地减小主控因素的影响，保障边坡的后续运营安全。
1 工程实例分析1.1 工程概况该项目位于遵义市某高速公路收费站距离500m左右的匝道路堑边坡，区内属于亚热带季风气候，年最高气温达39℃，年平均气温为15℃，降雨较为集中，分布于每年的5到10月，该路堑高边坡原始坡面角度大致处于10°到250°之间，岩层产状为123°∠19°，坡面倾角为123°∠30°，边坡的原始设计为1∶1.5的放坡方案，并增设2m平台台阶，放坡高度达到60多米，在开挖的过程中，由于卸荷使得应力重新分布，边坡后缘出现张拉裂隙，危及公路的正常使用安全，需加强边坡的防护治理，最终增设锚索以及框架植草进行防护。区内的岩土性质主要为奥陶系十字铺组的泥岩夹泥质灰岩，岩体风化程度严重，在暴晒和夏雨交替作用下容易产生岩体的崩解和掉块，需加强防范，如图1所示。
图1 边坡开挖情况示意图 下载原图
1.2 工程风险性判别本文通过专家调查法对边坡的安定性进行风险性评估，根据不同的环境以及施工措施因素等进行了分值权重排序，具体分值计算见表1。
表1 风险识别得分表
表1 风险识别得分表
根据五个专家经验分析得到边坡的风险等级为III级，并对各项影响条件进行分析打分得到边坡危险程度适中。
1.3.1岩体参数的确定与分析
通过对施工区内的泥岩进行钻芯、取样试验，得到岩土力学性质见表2。
1.3影响因素分析研究
表2 泥岩力学性质表
表2 泥岩力学性质表
在对顺层边坡的治理过程中，现场取样试验数据只能说明天然状态下的结构面参数，不能得到暴雨情况下边坡处于临界状态的饱和强度，因此对边坡进行了反参数分析(选取两个相近断面，分别用暴雨和天然工况的岩土参数，并使用安全系数为1时对应的参数作为暴雨和天然工况的参数)，参数如表3所示。
表3 岩层面抗剪强度反算值
表3 岩层面抗剪强度反算值
1.3.2 降雨对边坡稳定的分析研究对工程案例的边坡进行基于Geo Studio的实际建模分析，并设置为期两天的降雨观察，分析比对不同降雨强度和降雨时间情况下边坡的稳定性，降雨强度和时间见表4。
表4 降雨强度时刻表
表4 降雨强度时刻表
(1)降雨时间对边坡稳定性影响
对各降雨工况下，每12h计算一次安全系数，鉴于各种工况计算类似，本文选取降雨强度为950mm/d的工况作为典型工况进行计算结果展示，见图2-图5。
图2 安全系数与降雨时间关系(950mm/d)降雨12h
图3 安全系数与降雨时间关系(950mm/d)降雨24h
图4 安全系数与降雨时间关系(950mm/d)降雨36h
图5 安全系数与降雨时间关系(950mm/d)降雨48h
通过计算可知，原始边坡在相同降雨强度的作用下，随着降雨时间的增加，边坡的安全系数由降雨12h的0.67到48h的0.52，安全系数呈现明显的递减趋势。
(2)降雨强度对边坡稳定性影响
由上可知:在相同降雨强度的作用下，安全系数随着降雨时间的增加而减小，因此只需对降雨时间为48h的安全系数进行比较，从而确定降雨强度与边坡安全性关系，见表5。
表5 安全系数与降雨强度关系
表5 安全系数与降雨强度关系
由表5可知，安全系数随着降雨强度的增加大致呈现递减的趋势，但当降雨强度小于100mm/d(即暴雨工况，各降雨强度对应关系见表6)的情况下，安全系数随着降雨强度的增加安全系数降低较小，当降雨强度大于100mm/d时，降雨强度下降较快。
(3)降雨持续时间对边坡稳定性影响
表6 各降雨强度关系对应表
表6 各降雨强度关系对应表
表7 相同降雨量情况下安全系数关系对应表
表7 相同降雨量情况下安全系数关系对应表
选取降雨强度为50mm/d时间为48h和降雨强度为100mm/d降雨时间为24h的安全系数进行分析对比发现，相同降雨量情况下，安全系数随着降雨强度的增大而减小，因此对于实际工程项目施工，需要注意施工季节的选择，尽量选在雨量较少的时节施工，实在不可避免下雨施工情况下，尽量选择在中雨甚至小雨情况下施工，尽量避开大雨、暴雨等天气。
2 结语(1)在边坡安全等级的评估中应重点把握边坡的原始形态、产状，以及软弱结构面的影响，对于可能存在的自然次生灾害和支护形式也要着重考虑。
(2)边坡安全系数受到降雨的影响较大:相同降雨强度情况下，边坡的安全系数随着降雨时间的增加而减小;相同降雨时间的情况下，边坡安全系数随着降雨强度的增加而减小;当相同降雨量的情况下，安全性系数主要受到降雨强度的影响，降雨持续时间的影响相对较小。
参考文献[1] 刘保国，杨英杰，张清.秦岭隧道在深埋高地热条件下围岩变形的粘弹性分析[J].岩石力学与工程学报，1999 18(3):275-278.
[2] 唐栋，祁小辉，蒋水华.不同前期降雨与土—水特征曲线对边坡稳定的影响[J].岩土工程学报，2015 37(S1):148-155.
[3] 姚海林，郑少河，陈守义.考虑裂隙及雨水入渗影响的膨胀土边坡稳定性分析[J].岩土工程学报，2001 23(5):606-609.
