山区公路顺层边坡首次失稳长度影响因素及确定方法

摘要

西部山区公路建设中常遭遇顺层边坡，其首次失稳长度L_c是失稳机制及加固设计的关键参数，现有L_c确定方法存在一定局限性。依托31个四川盆周山区公路顺层边坡失稳案例，系统调查坡体结构特征（岩层倾角α、边坡走向与岩层走向的夹角θ和坡长L）及外在灾变诱因（切层厚度D和降雨量Q）对首次失稳长度的特征，并结合数值分析，探讨顺层边坡首次失稳长度的主要影响因子及确定方法，建立更加完善的多因素首次失稳长度的拟合关系式。结果表明：顺层边坡破坏主要发生在θ≤30°范围，坡体双面临空甚至三面临空时，θ>30°的顺层边坡也发生失稳；L_c随L的增大而增大，且L_c/L等于0.3～1.0;L_c/D介于3～24之间，不含软弱夹层时L_c/D等于3～10;α在12°～35°时，顺层边坡稳定性最差，且L_c/D随α的增大而减小；降雨对顺层边坡的失稳诱发源于软弱夹层的饱水软化，汛期开挖是含软弱夹层顺层边坡失稳的灾变诱因。边坡首次失稳长度影响因子敏感度从大到小排序为：（1）含软弱夹层边坡：岩层倾角、坡长、切层厚度、内摩擦角、黏聚力、弹性模量、开挖高度；（2）无软弱夹层边坡：岩层倾角、内摩擦角、切层厚度、黏聚力、坡长。提出的走向夹角折减系数和多因素首次失稳长度计算公式对边坡破坏范围的确定有指导意义。

关键词

顺层边坡 / 四川盆周公路 / 首次失稳长度 / 影响因素 / 拟合关系式