李軍

摘? ? 要：近年來，我國建筑業(yè)在不斷的發(fā)展中，其中以巖土工程為重中之重。本文在巖土工程邊坡穩(wěn)定性方面進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。首先對巖土工程中邊坡穩(wěn)定性分析的概述開展分析，在此基礎(chǔ)上，對瑞典圓弧法、極限平衡法和赤平投影分析法的應(yīng)用進(jìn)行了分析，同時還提出了邊坡穩(wěn)定監(jiān)測系統(tǒng)、聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)和雷達(dá)監(jiān)測裝置等監(jiān)測邊坡的主要方法，以便為關(guān)注這一類話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：巖土工程;邊坡穩(wěn)定性;監(jiān)測方法

1? 引言

在巖土工程施工中，邊坡穩(wěn)定性施工可以提升工程的整體質(zhì)量，滿足巖土工程施工的需求。一般情況下，巖土工程施工中邊坡的穩(wěn)定性會受到地震波、施工條件等多因素的影響，若在施工中不能科學(xué)控制，就會增強(qiáng)工程施工的安全隱患，嚴(yán)重時甚至還會造成重大的生命及財產(chǎn)損失。在當(dāng)前巖土工程施工中，通過強(qiáng)度折減法施工方案的運(yùn)用，可以保證各項(xiàng)施工工序的穩(wěn)步進(jìn)行。在整個施工中，施工單位應(yīng)該認(rèn)識到巖土工程邊坡施工會受到裂隙巖體的破壞，因此，在當(dāng)前巖土工程施工中，為了提高建筑工程施工的整體質(zhì)量，應(yīng)該將邊坡工程施工作為核心，通過邊坡穩(wěn)定性、加固性施工方案的完善，保證各項(xiàng)施工工序的穩(wěn)步進(jìn)行。對于巖土工程施工單位，在工程施工中，技術(shù)人員應(yīng)該增強(qiáng)自身的專業(yè)性，通過對巖土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究，對工程土體結(jié)構(gòu)反復(fù)測量，以確保最終報告監(jiān)測的準(zhǔn)確性，提高巖土邊坡施工的整體質(zhì)量，滿足巖土工程施工的核心需求。

2? 邊坡穩(wěn)定性分析的概述

邊坡穩(wěn)定性分析對減少工程施工危害有著不可替代的作用，基本上所有的工程領(lǐng)域都離不開邊坡的穩(wěn)定性分析，比如水利、土木、礦山、交通等領(lǐng)域。由于強(qiáng)度折減法有其自身的優(yōu)點(diǎn)，目前它已成為邊坡分析的研究方法之一，但將強(qiáng)度折減法作為邊坡破壞準(zhǔn)則判據(jù)的分析過程中，尚未取得共識。裂隙巖體邊坡的破壞一直是巖土工程和工程地質(zhì)工作者關(guān)注的焦點(diǎn)和長期研究的問題。在露天開采和地下開采過程中，邊坡的穩(wěn)定性也受到工程界的密切關(guān)注。地震波對邊坡的破壞和穩(wěn)定也有一定的影響，一旦邊坡遭到破壞，將造成交通災(zāi)害、堵江、水庫故障、建筑物倒塌、工廠和礦物埋藏等災(zāi)難性事故，造成重大的生命財產(chǎn)損失。特別是近年來，隨著中國基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，邊坡的穩(wěn)定性和滑坡預(yù)測顯得尤為重要，邊坡加固及滑坡預(yù)測的保障建設(shè)對人民財產(chǎn)安全具有重要的意義。

3? 邊坡穩(wěn)定性分析方法

3.1? 瑞典圓弧法

瑞典圓弧滑動面分裂法假定滑動面上方的土壤被劃分成n個垂直的土棒，并分析了作用在每個土層上的力和力矩平衡，忽略了土條間相互作用力的影響，得到了其土體穩(wěn)定的安全系數(shù)。當(dāng)坡度、滑坡面取決于土壤時，黏土為圓柱形或碗狀，砂土則為近似平面。邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)K為抗滑力矩與滑動力矩之比。這種方法是條分法中最簡單的方法，并被廣泛應(yīng)用。

3.2? 極限平衡法

極限平衡法的應(yīng)用主要是在靜態(tài)平衡原理基礎(chǔ)上進(jìn)行。在邊坡穩(wěn)定分析中，不僅要了解邊坡的應(yīng)力，并且還要明確其抗滑力。在此基礎(chǔ)上，確定二者的關(guān)系，借助滑動體分塊的力學(xué)平原理進(jìn)行計算。在計算過程中，十分可能遇到非靜態(tài)問題，這時就需要借助邊坡的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系進(jìn)行解決。雖然會在一定程度上對其分析和計算的嚴(yán)密性造成破壞，但是對邊坡穩(wěn)定性計算精度的影響并不大。

3.3? 赤平投影分析法

采用地質(zhì)羅盤測得邊坡傾向、傾角和巖層或裂隙的傾向（傾向?yàn)樽呦?180°所得），生成赤平投影圖分析結(jié)構(gòu)面之間及結(jié)構(gòu)面與坡面直接的組合關(guān)系，判斷邊坡的抗滑穩(wěn)定性。該方法主要用于巖質(zhì)邊坡中局部塊體的穩(wěn)定性分析;當(dāng)結(jié)構(gòu)面、巖體完整性較好、巖石強(qiáng)度較高時，也可用于巖質(zhì)邊坡整體穩(wěn)定性分析。當(dāng)無外傾結(jié)構(gòu)面時（或結(jié)構(gòu)面組合交線），可判斷該邊坡穩(wěn)定;當(dāng)有外傾結(jié)構(gòu)面（或結(jié)構(gòu)面組合交線）且傾角大于坡角時，可判斷該邊坡穩(wěn)定或基本穩(wěn)定;當(dāng)有外傾結(jié)構(gòu)面（或結(jié)構(gòu)面組合交線）且傾角小于坡角時，如結(jié)構(gòu)面傾角小于其內(nèi)摩擦角可判定該邊坡基本穩(wěn)定或欠穩(wěn)定，如結(jié)構(gòu)面傾角大于其內(nèi)摩擦角可判斷該邊坡欠穩(wěn)定或不穩(wěn)定。分析時應(yīng)注意結(jié)構(gòu)面的貫通程度和結(jié)合程度、傾向切割情況。

4? 巖土工程邊坡監(jiān)測方法

4.1? 巖土工程邊坡雷達(dá)監(jiān)測

在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)逐漸發(fā)展的背景下，將雷達(dá)技術(shù)運(yùn)用在邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測中，可以提高數(shù)據(jù)監(jiān)測的整體質(zhì)量，提升邊坡工程施工的穩(wěn)定性。通常狀況下，在巖土工程邊坡雷達(dá)監(jiān)測中應(yīng)該做到：第一，巖土工程施工中，通過SAR技術(shù)的使用，可以增強(qiáng)監(jiān)測系統(tǒng)的執(zhí)行效果，保證檢測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，而且在這種檢測方案運(yùn)用中，邊坡雷達(dá)系統(tǒng)的分辨率達(dá)到了0.5m，可以將測量的距離控制在300～2000m，增強(qiáng)測量的精確度。第二，在邊坡監(jiān)測中，可以發(fā)揮雷達(dá)監(jiān)測的掃描功能，多次掃描之后可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，從而更好的確定邊坡位移程度。第三，在邊坡位移變化分析中，通過多種數(shù)據(jù)檢測，可以實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)檢測的直觀性，而且系統(tǒng)會以圖片的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)的上傳，使測量人員直觀的感受監(jiān)測畫面，保證檢測數(shù)據(jù)分析的有效性。

4.2? 邊坡穩(wěn)定監(jiān)測系統(tǒng)

邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計形式很多，本文以滕振芳設(shè)計的邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測系統(tǒng)為例。它由4部分組成，分別為數(shù)據(jù)自動檢測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和監(jiān)測服務(wù)中心。數(shù)據(jù)自動檢測系統(tǒng)是指在各種動態(tài)信息采集設(shè)備在礦山現(xiàn)場的布置;數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)指的是監(jiān)測儀器的控制、數(shù)據(jù)采集儀、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)與PC機(jī)通信、嵌入式計算機(jī)等;數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是指互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)信息的傳輸;監(jiān)測服務(wù)中心是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)查詢和控制指令的終端設(shè)備，包括計算機(jī)信息和計算機(jī)軟件等。

4.3? 邊坡穩(wěn)定監(jiān)測系統(tǒng)

邊坡穩(wěn)定監(jiān)測系統(tǒng)具有較強(qiáng)的監(jiān)測功能，因此可以將其應(yīng)用到巖土工程邊坡監(jiān)測中。現(xiàn)階段，邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計形式具有多種，每種形式都發(fā)揮著一定的監(jiān)測作用。本文所論述了監(jiān)測系統(tǒng)主要由自動全站儀、計算機(jī)控制機(jī)房、通訊及供電系統(tǒng)組成的，為了充分發(fā)揮該系統(tǒng)的作用。在邊坡穩(wěn)定性變形移動區(qū)外還需要設(shè)置相應(yīng)的基準(zhǔn)點(diǎn)，該基準(zhǔn)點(diǎn)一般有2個。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)巖土工程狀況，對基準(zhǔn)點(diǎn)的方向進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置，為了提高監(jiān)測質(zhì)量，需要最大限度使其覆蓋整個邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測區(qū)域。與此同時，在這一過程中，還需要配上反射單棱鏡，確保其是對準(zhǔn)監(jiān)測站的。在對邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測過程中，充分發(fā)揮了計算機(jī)的作用，也就是運(yùn)用計算機(jī)相關(guān)程序?qū)ψ詣尤緝x進(jìn)行有效控制，在此基礎(chǔ)上，及時采集所有基準(zhǔn)點(diǎn)，通常情況下需要每隔10min的時間進(jìn)行采集，獲取相關(guān)儀器狀態(tài)信息，并借助計算機(jī)存儲相應(yīng)的數(shù)據(jù)，例如基準(zhǔn)點(diǎn)的斜距、水平角，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行計算，以便快速推算出邊坡各個變形移動點(diǎn)的三維坐標(biāo)，進(jìn)而可對邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行更好的了解。

5? 結(jié)語

總而言之，邊坡的穩(wěn)定性對巖土工程施工具有重要的影響。因此需要采用極限平衡法、瑞典圓弧法等有效的分析方法對邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行深入分析，以便最大限度減少工程施工的危害，為其施工奠定良好基礎(chǔ)。同時，為了從根本上提高施工效率與質(zhì)量，減少不必要的問題出現(xiàn)，還需要運(yùn)用聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)、邊坡雷達(dá)監(jiān)測裝置、邊坡穩(wěn)定監(jiān)測系統(tǒng)對其邊坡進(jìn)行監(jiān)測，以便對其穩(wěn)定程度進(jìn)行更好的了解，為巖土施工提供重要依據(jù)，促使施工順利開展。

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