边坡稳定性分析与支护研究现状[护坡技术研究现状及发展趋势]
关键词:滑坡斜坡灾害防治
中国图书馆分类号:G25文献识别码:A篇号:1672-3791(2012)05(A)-0057-02。
随着我国工程建设的高潮，大量的边坡稳定性问题亟待解决，给工程建设和人民生命财产安全造成了极大的隐患。边坡失稳是多种因素复杂作用的结果，不同环境下影响因素不同，这就决定了对于一个具体的工程来说，首先要搞清楚边坡灾害的机理，然后再选择合适的防治措施。从边坡失稳机理和防治技术两个方面简要阐述了我国边坡防护技术的研究现状和发展趋势。
1边坡失稳机理研究
边坡灾害的机理一般认为是边坡的变形、应力、强度和地质环境因素不断交替变化，导致边坡失稳的发生，并在一定条件下达到新的平衡状态的演化过程。影响边坡稳定性的因素可分为外因和内因两部分[1]。外部因素主要包括:渗流和浸泡、降雨和地下水位上升引起的土壤力学强度指标降低；施工过程中临时附加荷载过大(如开挖过程中土体应力的重新调整和开挖过程中的爆破振动)；当荷载(如地震荷载)超过允许标准时等。内因主要包括:边坡土的力学性质(如容重、黏聚力、摩擦角、弹性模量和泊松比等。)、一定深度范围内的软弱结构面、土体因蠕变效应产生的位移等。一般边坡的失稳是上述因素共同作用的结果。黄润秋[2]从整体上论述了中国大陆大规模滑坡的诱发机制和触发因素，指出大规模滑坡发育的最根本原因是不利的地形地貌条件，而强震、极端气候条件和全球气候变化是主要诱发因素，也与人类活动密切相关，并将滑坡演化的地质力学模型概括为“三段式”模型。 “挡墙破裂”模型与“整平”周创兵和李殿清[3]在外因诱发边坡失稳机制方面，阐述了暴雨诱发滑坡的地质力学机制、演化过程、动态风险评估和减灾方法。 张友帕、刘增增等人[4]分析了土质边坡在双重动荷载源(坡顶为公路荷载，坡底为铁路荷载)作用下的应力状态、荷载传递方式和潜在滑动面位置。总的来说，目前对一般边坡失稳的潜在滑面搜索、滑动力和抗滑力等方面开展了卓有成效的研究工作，但对边坡的侵蚀机理和水力耦合特性的研究还很不足，需要进一步探讨。
2护坡技术研究
在我国滑坡灾害的防治中，预防为主，预防重于治理。治理强调统一考虑边坡稳定性的所有影响因素，并根据各因素的作用，按照先上后下的原则，有选择地对滑坡进行防治。目前滑坡的主要防治措施有避让、完善排水系统、抗滑支挡和改良滑带土[5]。为了达到治理滑坡的目的，这些防治措施一般是组合使用的。对于人工边坡的防护，往往同时采用植物来防止地表水土流失、稳定边坡和美化环境。总体而言，滑坡防护技术可分为以下三类。
2.1工程保护
工程防护包括排水措施(设置排水沟等。)、护坡措施(骨架护坡、片石护坡、柔性防护等。)、抗滑支护措施(局部减荷、挡土墙、土钉、抗滑桩、框架锚结构等。)和土壤改良措施(灌浆加固等)。).在工程措施防治滑坡方面，我国开展了丰富而广泛的研究。其中，王功贤[6]从整体上阐述了滑坡防治中的关键技术和治理方法，提出了预防为主、早治小治、防止滑坡扩大的原则等滑坡防治原则；根据主要原因采取根治措施，一次性根治不留后患的原则；多方案比较和优化的原则等。在各种工程防护措施中，我国对支挡措施的研究尤为丰富。在理论研究方面，林鲁生、江钢、刘祖德等。[7]给出了计算锚索抗滑桩上滑坡推力分布的新方法；王银生、王功贤等人[8]对传统锚索抗滑桩的结构进行了优化，说明了优化后的多锚预应力锚索抗滑桩在厚层大滑坡中的应用价值；唐、等[9]阐述了抗滑桩应用于水库岸坡时，应考虑桩的渗透性和埋设的必要性。在工程措施的应用上，张宇、徐伟亚等人[10]研究了水谷水电站不同区域滑坡的破坏模式，采取了局部减载、地下排水、抗滑桩等不同的措施。祝宝龙、胡厚田等人[11]在京珠高速公路滑坡治理中采用了钢管压力注浆抗滑挡墙的加固方法(即注浆结合微型群桩)；王中华、李祥义[12]对福建泉三公路路基开挖引起的滑坡，采取了渗井、扁孔排水、卸载土方的处理措施。自1995从瑞士引进柔性防护系统以来，也在边坡灾害防护领域得到了广泛的应用。该体系包括主动加固体系(钢丝网和高强度钢丝网)、围护体系(钢丝网)和被动防护体系(钢丝网和环网)等不同的结构形式和类型。何、等人[13]通过工程实例介绍了柔性防护体系的结构形式、类型、技术优势及采用原则；任、杨[14]介绍了SNS柔性防护系统的工作原理、施工顺序及其在公路边坡中的应用。
总之，工程防护的技术措施多种多样，在具体工程中选择优先顺序非常重要。一般来说，应优先考虑改变坡形方法和排水方法，以及挡土措施(如抗滑桩、挡土墙、预应力锚索抗滑桩、预应力锚索框架梁等。)应在边坡稳定性尚难保证时选用，而采用化学改良方法时应考虑环境影响。目前，我国在工程防护尤其是挡土措施方面取得了显著的成就，有些方面具有一定的技术优势(如近年来的预应力锚杆抗滑桩技术可以变被动挡土为主动预压提供更大的锚固力)，但还不够完善(或需要大型设备或复杂的技术，限制了其广泛应用)，因此对现有的预防技术进行改进和开发新技术还有大量的工作要做。
3.2植物保护
植物防护是通过在坡面上覆盖植被，用植物根系加固坡面，保护坡面免受大气降水和地表径流的侵蚀，从而达到加固坡面、保护生态的效果。植物防护有局限性，即只能防止坡面侵蚀和表土崩塌，但在坡面不稳定或水流集中的情况下，仍可能发生坡面崩塌和水毁，因此必须在坡面稳定的基础上或结合工程防护技术使用植物防护。我国在植物防护方面已经做了很多研究，其中:王和李卓芬[15]讨论了根系的拉伸特性、生长方向与土质边坡稳定性的关系，固坡植物与人工构筑物的相互作用以及固坡植物的适用条件；张士军和吴春波[16]比较草本和木本植物的固坡、水土保持功能和群落特征，得出适合膨胀土路域的人工植物群落组合；杨和平和王治钧[17]提出了适合当地黄土干旱地区的植物防护形式和施工方法。杨惠林、李进[18]分析了黄土路基边坡植被护坡机理，给出了草本和木本植物根系加筋土力学模型和土工格室植被护坡计算方法；魏亮、高德斌等人[19]阐述了三维网植草护坡的作用机理，并通过野外冲刷试验说明了其对黄土路堑边坡的防护效果。此外，高德斌和陈增建[20]还分析了降雨对裸露黄土路堑边坡的侵蚀机理和厚基质喷播草的护坡效果。由于植物养分的缺乏、干土层的存在和护坡植被的演变，目前普遍存在人工种植植被(尤其是黄土高原或土质较差地区)的成活率和退化问题，植保成本的上升使得整体防护成本上升，这些都是亟待研究和解决的问题。