摘要：高邊坡穩(wěn)定性分析是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程問題，本文以實際邊坡為例，采用赤平極射投影法和圓弧圖表法分析某巖質(zhì)高陡邊坡，減少大圓弧滑動法分析所需要的大量計算，初步評價其穩(wěn)定性，為該邊坡后續(xù)的詳細穩(wěn)定性分析提供參考。實例分析結(jié)果表明該方法大大地簡化了計算，最后針對一些具體情況給出了具體建議。
　　關(guān)鍵詞：巖質(zhì)高陡邊坡；穩(wěn)定性；地質(zhì)構(gòu)造；射投影圖分析；
　　隨著我國城鎮(zhèn)建設(shè)進程的加快，有限的城區(qū)建設(shè)用地資源已無法滿足需求，大量高層建筑將往城郊山區(qū)發(fā)展，依山而建。建筑場地內(nèi)普遍分布有高陡邊坡，其安全與否，直接關(guān)系到坡地地區(qū)人民生命財產(chǎn)安全。因此，對高陡邊坡的穩(wěn)定性進行評價成為確保建設(shè)場地及相關(guān)建筑物安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的分析評價是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程問題，它涉及工程地質(zhì)學(xué)、巖體力學(xué)和計算科學(xué)等多種學(xué)科，一直是巖土工程研究的重要內(nèi)容。目前，巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析評價方法很多，但存在的問題也較多。比較突出和嚴重的問題是計算過程復(fù)雜、計算量很大引。本文以實際邊坡為例，分別用赤平極射投影法和圓弧圖表法分析該邊坡的穩(wěn)定性法，簡化分析的步驟和計算量，初步評價邊坡的穩(wěn)定性，為邊坡的加固提供科學(xué)的參考。
　　1建設(shè)邊坡場地概況
　　1．1場地地形地貌及工程概況
　　場地以緩坡地形為主，局部平坦，斜坡上建筑物密集，坡度較緩，平均坡度10～28°，由中間向四周變低，呈“凸”字形。地貌上屬構(gòu)造堆積剝蝕區(qū)，高程在300—350m之間，相對高差約50m。項目分A、B、C、D、E、F六個區(qū)，工程建設(shè)將形成高度不等的人工邊坡，受場地周邊環(huán)境和用地條件的限制，各段邊坡均無放坡條件，將形成陡直的人工邊坡，各段邊坡的坡角均大于82°。由于篇幅有限，本文僅分析B區(qū)邊坡的穩(wěn)定性。B區(qū)位于擬建場地中部的北側(cè)，擬建建筑的±0．O0標高為904.10m-906.30m，將形成Bl—B2段和B2～B3段兩處人工邊坡，總體坡向南(中段局部向西)。B1～B2段人工邊坡長約50m，坡高28．4—30．9m不等；B2～B3段人工邊坡長約70m，坡高約40．6m。B區(qū)坡腳均為85°，坡向為169°。
　　1．2某區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造
　　勘察場地位于某地向斜西翼，軸線方位為l5°～20°；出露三疊系松子坎組泥巖、頁巖和石灰?guī)r，呈互層狀，總體傾向東，產(chǎn)狀259°—292°。∠20°～36°。；無斷層、裂隙密集帶通過。受向斜構(gòu)造的影響，場區(qū)內(nèi)主要發(fā)育兩組節(jié)理，其中一組走向與向斜軸部近平行(第一組)，另一組與向斜軸部近垂直(第二組)。產(chǎn)狀分別為68～138°∠46～72°和174～215°∠65～90°。見節(jié)理玫瑰花圖(圖1)。
　　
　　圖1節(jié)理玫瑰花圖
　　2巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析
　　2．1赤平極射投影法
　　赤平極射投影是表示空間物體之點、線、面角距關(guān)系的一種平面投影。通過這種方法，將較復(fù)雜的空間問題化為簡單的平面問題，以便于研究與應(yīng)用。該法是根據(jù)現(xiàn)場踏勘結(jié)果，將邊坡某一調(diào)查點處巖體中發(fā)育的多組裂隙繪制成赤平投影圖，根據(jù)所繪制成的赤平投影圖對該點處邊坡巖體的穩(wěn)定性進行定性判別。在不考慮影響邊坡穩(wěn)定的坡高、坡頂荷載等條件下，根據(jù)結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀與邊坡坡度、坡向的組合關(guān)系作赤平極射投影圖。根據(jù)赤平極射投影圖，對該邊坡的穩(wěn)定進行定性評價如下：B1一B2、B2一B3段人工邊坡位于擬建場地中部的北側(cè)，長度分別約50m和70m，總體坡向南(中段局部向西)，坡高約28．4—30．9m和40．6m不等。其赤平極射投影圖2所示。
　　
　　圖2赤平極射投影圖
　　通過對圖2分析：開挖后邊坡坡向與一組節(jié)理裂隙傾向小角度相交，坡角比節(jié)理傾角大，并且兩組節(jié)理形成的楔形體的組合線傾角比坡角緩，均形成外傾結(jié)構(gòu)面，該段邊坡整體不穩(wěn)定，將形成平面滑動。其中產(chǎn)狀為187°∠65°的節(jié)理與開挖后形成的邊坡交角比產(chǎn)狀為104°∠55°的節(jié)理與開挖后形成的邊坡交角較大，故開挖后產(chǎn)狀為187°∠65°的節(jié)理為主要不穩(wěn)定控制面。
　　2．2圓弧圖表法
　　邊坡穩(wěn)定分析若采用瑞典圓弧法、瑞典條分法和畢曉普法均需進行大量的試算，工作量很大。為減少工作量，很多學(xué)者建議用簡化圖表法代替。洛巴索夫根據(jù)圓弧等法，通過大量計算繪成評價土坡穩(wěn)定的簡單實用圖表，如圖3所示。
　　
　　穩(wěn)定因數(shù)：Ns=C／УH(1)c為結(jié)構(gòu)面的粘聚力／kPa；y為巖土體的重度／(kNm-3)；H為邊坡高度／m；β／3邊坡坡角／(°)；為內(nèi)摩擦角／(°)。根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查和測繪、室內(nèi)試驗及地區(qū)經(jīng)驗綜合確定計算參數(shù)，穩(wěn)定性計算參數(shù)見表1。
　　表1邊坡穩(wěn)定性計算參數(shù)表
　　
　　由于Bl～B2和B2～B3坡段邊坡高度均大于30m，而且邊坡失穩(wěn)破壞后將對坡腳下面的居民生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生嚴重威脅，故Bl～B2和B2～B3邊坡安全等級均為一級，參照《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2002)一級邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)為1．35°用C計算邊坡穩(wěn)定如下：C=C／1．35=27／1．35=20將C=20帶入式(1)：Ns=c／УH：20／25．1*30．9)=0．026由N=0．026查圖3得坡角盧：β=42°<85°。故Bl～B2坡段邊坡不穩(wěn)定，需加固。由于B1B2坡段除了坡高比B2一B3坡段低了點外，其他各種參數(shù)都完全一樣，所以可以只計算B1一B2坡段的穩(wěn)定因素。如果B1一B2坡段經(jīng)計算不穩(wěn)定，那么B2一B3坡段也一定不穩(wěn)定。由上面計算可知：B2～B3坡段邊坡也不穩(wěn)定，需加固。
　　3結(jié)論和建議
　　綜合赤平極射投影法和圓弧圖表法分析結(jié)果得知該邊坡不穩(wěn)定，必須采取加固措施。巖質(zhì)邊坡巖體中所發(fā)育的結(jié)構(gòu)面是控制邊坡穩(wěn)定的關(guān)鍵因素，通過赤平極射投影法分析，該巖質(zhì)邊坡結(jié)構(gòu)面切割巖體形成滑動面和潛在滑動楔形體，對該邊坡穩(wěn)定性影響很大。由本文分析過程可知：相對瑞典圓弧法、瑞典條分法和畢曉普法，赤平極射投影法和圓弧圖表法能較快速地初步分析邊坡的穩(wěn)定性，大大地簡化了計算。如果現(xiàn)階段只初步分析邊坡的穩(wěn)定性，暫時不考慮以后的邊坡加固等詳細設(shè)計，建議用赤平極射投影法，只需現(xiàn)場勘測出邊坡的產(chǎn)狀就能分析。如果邊坡分析不穩(wěn)定后要加固，建議用圓弧圖表法，通過工程地質(zhì)調(diào)查和測繪、室內(nèi)試驗取得表1中的參數(shù)值，然后用穩(wěn)定因素公式計算邊坡的穩(wěn)定性。