喻斌

摘 要：穩(wěn)定濕陷性黃土的穩(wěn)定性是施工建設工作的重點。以現(xiàn)階段濕陷性黃土分布情況為基礎，結(jié)合近年來研究得出的高填方邊坡穩(wěn)定性特點，了解新時代發(fā)展對施工項目提出的要求，分析如何有效判斷和解決濕陷性黃土高填方邊坡穩(wěn)定性，以此為項目建設工作提供有效保障。

關(guān)鍵詞：濕陷性；黃土；高填方；邊坡；穩(wěn)定性

中圖分類號：TU475.3 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0195-01

濕陷性黃土是在干旱氣候下形成的，在初期遇到過少的雨水量會粘合松散的粉粒，而長時間干旱很容易讓所有水分蒸發(fā)，出現(xiàn)以粗顆粒為主體骨架的多孔結(jié)構(gòu)，此時它在干燥環(huán)境下?lián)碛休^大強度，若是大量降水，會讓黃土可溶性鹽浸濕被融化，土中交結(jié)力也會降低，最終在某種作用力下加速土體結(jié)構(gòu)的瓦解，承載力也會越來越也低，出現(xiàn)濕陷變形，致使土層出現(xiàn)邊坡沖蝕、塌滑等問題。因此研究濕陷性黃土高填方邊坡穩(wěn)定性工作至關(guān)重要，下面對其進行深層探索。

1 案例介紹

本文以某市機場高填方工程為例，對濕陷性黃土高填方邊坡的穩(wěn)定性進行深層探索。一方面要了解黃土濕陷性的變化規(guī)律，探索實現(xiàn)性黃土變形機理，明確高填方邊坡的變形特點；另一方面引用強度折減法計算本文案例介紹的工程邊坡安全系數(shù)，而后分析最終計算結(jié)果，明確其對濕陷性黃土高填方邊坡穩(wěn)定性穩(wěn)定性評價的適應性[1]。

2 濕陷性黃土高填方邊坡變形分析

通過了解實踐案例可知，變形機理研究主要分為以下幾點：①溶鹽假說。這與水的作用有直接關(guān)系，也就是含水率。土體中的易溶鹽都是通過微結(jié)晶狀態(tài)出現(xiàn)的，含水率過低時，易溶鹽會出現(xiàn)膠結(jié)，會讓土體內(nèi)出現(xiàn)內(nèi)部凝結(jié)力，若是含水率提升，這種內(nèi)部凝結(jié)力也會受到損害，黃土也會出現(xiàn)潰散問題；②毛細假說。黃土的土體間存在大量孔隙，而孔隙中有很多空氣和水分，兩者間會出現(xiàn)張力，含水率過低時張力非常大，含水率過高時張力會慢慢降低直到消失，孔隙中的表面張力若是消失，黃土也會出現(xiàn)潰散問題；③結(jié)構(gòu)假說。這種理念是指依據(jù)土體中骨架顆粒的形態(tài)、接觸關(guān)系和排列方式等展現(xiàn)黃土濕陷性；④欠壓密理論。在高溫作用下，土體中的水分會出現(xiàn)蒸發(fā)問題，導致土體中的水分大量消耗，致使很多鹽分被稀釋，土體顆粒出現(xiàn)內(nèi)部凝結(jié)力。除此之外，若是上部覆土層厚度提高，會增加下部土層的壓力，導致土體顆粒間的內(nèi)部凝結(jié)力難以抵抗壓力，進而出現(xiàn)錢亞密問題，含水率若是提高，會直接降低內(nèi)部凝結(jié)力，進而導致黃土出現(xiàn)濕陷問題。當然，除了上述內(nèi)容外，還有其他理論支持，這就需要工作人員在實踐操作中繼續(xù)深層探索[2]。

3 高填方邊坡穩(wěn)定性分析

3.1 方法與原理

高填方邊坡的穩(wěn)定性是巖土工程區(qū)域的重點研究內(nèi)容，人們一般會引用安全系數(shù)作為邊坡穩(wěn)定性的評價標準。因為其原理簡單，物理意義直觀，直到現(xiàn)階段其依舊被認為是高填方邊坡穩(wěn)定性研究中的重要內(nèi)容?，F(xiàn)階段，用于研究黃土高填方邊坡穩(wěn)定性的方法有很多種，其中最常用到的依舊是有限元分析法和極限平衡法，這兩者在巖土工程中可以廣泛應用，前者會選擇強度折減法，而后者最常用的是畢肖普法，本文主要以強度折減法為例對所在區(qū)域的濕陷性黃土高填方邊坡穩(wěn)定性進行分析。

強度折減法是指依據(jù)持續(xù)降低土體的剪切強度數(shù)據(jù)，最終讓邊坡受到破壞，以此明確邊坡的最危險滑坡面和相應安全系數(shù)。這種方法不需要事先設定邊坡滑移面，邊坡的最危險滑移面在強度折減到一定范圍后會隨之形成。

在強度折減法中定義的穩(wěn)定安全系數(shù)是指：在邊坡達到臨界破壞點后，折減土體的抗剪強度的情況，因此巖、土體的邊坡安全系數(shù)從一定意義上來說，是指抗剪強度與上臨界破壞的剪切強度的比值[3]。強度折減法的原始是通過下列兩個公式對巖、土體的兩個折減指標C和？準進行調(diào)節(jié)，其中CF是指折減后巖、土體的粘結(jié)力，而？準F是指折減后巖、土體的摩擦角，F(xiàn)trial是這一階段的折減系數(shù)。在此基礎上，工作人員可以對巖、土體的邊坡實施模擬研究，折減系數(shù)會隨之提高，迭代計算，一直到出現(xiàn)臨界破壞位置后，此時就可以獲取折減系數(shù)，也就是邊坡的安全系數(shù)FS。具體公式如下所示：

Cf=c/Ftrial

？準F=tan-1（（tan？準）/Ftrial）

3.2 強度折減法研究濕陷性黃土高填方邊坡穩(wěn)定性

上文通過了解強度折減法的工作原理，整合FLAC3D對本文案例提出的黃土高填方邊坡穩(wěn)定性進行模擬計算，具體模型如圖1所示：

具體模擬計算過程如下：①在CAD中構(gòu)建模型；②導入到ANSYS中實施單元體的拉伸和網(wǎng)絡劃分；③將生成的文件放在FLAC3D軟件中進行參數(shù)賦值，如定義強度折減函數(shù)、設計初始安全系數(shù)的上限與下限、明確計算循環(huán)的終止條件及設計控模型，邊界條件，提出彈性本構(gòu)模型，明確重力加速度等[4]；④在完成上述工作后要進行模擬求解；⑤獲取最終輸出結(jié)果。通過計算本文案例的安全系數(shù)可知，其濕陷性黃土高填方邊坡是穩(wěn)定性的。

4 結(jié)束語

綜上所述，上文通過引用強度折減法對濕陷性黃土高填方邊坡的穩(wěn)定性進行研究，可以明確認識到，強度折減法對黃土高填方邊坡穩(wěn)定性的安全系數(shù)計算更加簡單，且工作量更少，因此其作為同類工程黃土高填方邊坡的穩(wěn)定性研究是最常引用的一種方法。另外，施工團隊在選擇濕陷性黃土所在區(qū)域進行項目施工前，要做好現(xiàn)場調(diào)查工作，病整合項目建設要求和所在區(qū)域特點，提出有效的建設方案，以此保障項目建設效率和質(zhì)量。

參考文獻

[1]武秉憲.淺談濕陷性黃土高填方路基的填筑方法[J].工程技術(shù)：全文版，2016（11）：178.

[2]郝驍瑋.高填方濕陷性黃土地基處理方案對比[J].山西建筑，2017（33）：67～68.

[3]管電玲，閻萬里.沖擊式壓路機在濕陷性黃土高填方重載路基上的應用[J].鐵道標準設計，2001，21（11）：24～25.

[4]李 航，王慶功.淺談濕陷性黃土地區(qū)高填方路基施工質(zhì)量控制要點[J].建筑工程技術(shù)與設計，2015（36）：192.

收稿日期：2018-10-9

作者簡介：喻 斌（1987-），男，漢族，甘肅定西人，工程師，本科，主要從事公路養(yǎng)護工作。