湿陷性黄土高填方边坡稳定性研究

喻斌

摘 要：稳定湿陷性黄土的稳定性是施工建设工作的重点。以现阶段湿陷性黄土分布情况为基础，结合近年来研究得出的高填方边坡稳定性特点，了解新时代发展对施工项目提出的要求，分析如何有效判断和解决湿陷性黄土高填方边坡稳定性，以此为项目建设工作提供有效保障。

关键词：湿陷性；黄土；高填方；边坡；稳定性

中图分类号：TU475.3 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0195-01

湿陷性黄土是在干旱气候下形成的，在初期遇到过少的雨水量会粘合松散的粉粒，而长时间干旱很容易让所有水分蒸发，出现以粗颗粒为主体骨架的多孔结构，此时它在干燥环境下拥有较大强度，若是大量降水，会让黄土可溶性盐浸湿被融化，土中交结力也会降低，最终在某种作用力下加速土体结构的瓦解，承载力也会越来越也低，出现湿陷变形，致使土层出现边坡冲蚀、塌滑等问题。因此研究湿陷性黄土高填方边坡稳定性工作至关重要，下面对其进行深层探索。

1 案例介绍

本文以某市机场高填方工程为例，对湿陷性黄土高填方边坡的稳定性进行深层探索。一方面要了解黄土湿陷性的变化规律，探索实现性黄土变形机理，明确高填方边坡的变形特点；另一方面引用强度折减法计算本文案例介绍的工程边坡安全系数，而后分析最终计算结果，明确其对湿陷性黄土高填方边坡稳定性稳定性评价的适应性[1]。

2 湿陷性黄土高填方边坡变形分析

通过了解实践案例可知，变形机理研究主要分为以下几点：①溶盐假说。这与水的作用有直接关系，也就是含水率。土体中的易溶盐都是通过微结晶状态出现的，含水率过低时，易溶盐会出现胶结，会让土体内出现内部凝结力，若是含水率提升，这种内部凝结力也会受到损害，黄土也会出现溃散问题；②毛细假说。黄土的土体间存在大量孔隙，而孔隙中有很多空气和水分，两者间会出现张力，含水率过低时张力非常大，含水率过高时张力会慢慢降低直到消失，孔隙中的表面张力若是消失，黄土也会出现溃散问题；③结构假说。这种理念是指依据土体中骨架颗粒的形态、接触关系和排列方式等展现黄土湿陷性；④欠压密理论。在高温作用下，土体中的水分会出现蒸发问题，导致土体中的水分大量消耗，致使很多盐分被稀释，土体颗粒出现内部凝结力。除此之外，若是上部覆土层厚度提高，会增加下部土层的压力，导致土体颗粒间的内部凝结力难以抵抗压力，进而出现钱亚密问题，含水率若是提高，会直接降低内部凝结力，进而导致黄土出现湿陷问题。当然，除了上述内容外，还有其他理论支持，这就需要工作人员在实践操作中继续深层探索[2]。

3 高填方边坡稳定性分析

3.1 方法与原理

高填方边坡的稳定性是岩土工程区域的重点研究内容，人们一般会引用安全系数作为边坡稳定性的评价标准。因为其原理简单，物理意义直观，直到现阶段其依旧被认为是高填方边坡稳定性研究中的重要内容。现阶段，用于研究黄土高填方边坡稳定性的方法有很多种，其中最常用到的依旧是有限元分析法和极限平衡法，这两者在岩土工程中可以广泛应用，前者会选择强度折减法，而后者最常用的是毕肖普法，本文主要以强度折减法为例对所在区域的湿陷性黄土高填方边坡稳定性进行分析。

强度折减法是指依据持续降低土体的剪切强度数据，最终让边坡受到破坏，以此明确边坡的最危险滑坡面和相应安全系数。这种方法不需要事先设定边坡滑移面，边坡的最危险滑移面在强度折减到一定范围后会随之形成。

在强度折减法中定义的稳定安全系数是指：在边坡达到临界破坏点后，折减土体的抗剪强度的情况，因此岩、土体的边坡安全系数从一定意义上来说，是指抗剪强度与上临界破坏的剪切强度的比值[3]。强度折减法的原始是通过下列两个公式对岩、土体的两个折减指标C和？准进行调节，其中CF是指折减后岩、土体的粘结力，而？准F是指折减后岩、土体的摩擦角，Ftrial是这一阶段的折减系数。在此基础上，工作人员可以对岩、土体的边坡实施模拟研究，折减系数会随之提高，迭代计算，一直到出现临界破坏位置后，此时就可以获取折减系数，也就是边坡的安全系数FS。具体公式如下所示：

Cf=c/Ftrial

？准F=tan-1（（tan？准）/Ftrial）

3.2 强度折减法研究湿陷性黄土高填方边坡稳定性

上文通过了解强度折减法的工作原理，整合FLAC3D对本文案例提出的黄土高填方边坡稳定性进行模拟计算，具体模型如图1所示：

具体模拟计算过程如下：①在CAD中构建模型；②导入到ANSYS中实施单元体的拉伸和网络划分；③将生成的文件放在FLAC3D软件中进行参数赋值，如定义强度折减函数、设计初始安全系数的上限与下限、明确计算循环的终止条件及设计控模型，边界条件，提出弹性本构模型，明确重力加速度等[4]；④在完成上述工作后要进行模拟求解；⑤获取最终输出结果。通过计算本文案例的安全系数可知，其湿陷性黄土高填方边坡是稳定性的。

4 结束语

综上所述，上文通过引用强度折减法对湿陷性黄土高填方边坡的稳定性进行研究，可以明确认识到，强度折减法对黄土高填方边坡稳定性的安全系数计算更加简单，且工作量更少，因此其作为同类工程黄土高填方边坡的稳定性研究是最常引用的一种方法。另外，施工团队在选择湿陷性黄土所在区域进行项目施工前，要做好现场调查工作，病整合项目建设要求和所在区域特点，提出有效的建设方案，以此保障项目建设效率和质量。

参考文献

[1]武秉宪.浅谈湿陷性黄土高填方路基的填筑方法[J].工程技术：全文版，2016（11）：178.

[2]郝骁玮.高填方湿陷性黄土地基处理方案对比[J].山西建筑，2017（33）：67～68.

[3]管电玲，阎万里.冲击式压路机在湿陷性黄土高填方重载路基上的应用[J].铁道标准设计，2001，21（11）：24～25.

[4]李 航，王庆功.浅谈湿陷性黄土地区高填方路基施工质量控制要点[J].建筑工程技术与设计，2015（36）：192.

收稿日期：2018-10-9

作者簡介：喻 斌（1987-），男，汉族，甘肃定西人，工程师，本科，主要从事公路养护工作。