常伟世，王国盛，赵文亮
(中冀建勘集团有限公司，河北 石家庄 050200)
我国是一个地质灾害频发的国家，每年数以百计的滑坡灾害发生，对此学者们也进行了大量的研究，张修杰等[1]对滑坡失稳的原因进行了分析，并认为只有对滑坡失稳的原因分析清楚了，采取的治理措施才更加符合实际。陈二松等[2]对混凝土抗滑桩进行了研究，研究结果表明：对于不同型号砼的抗滑桩，治理后滑坡的安全系数不同。邢军等[3]对隧道出口的滑坡进行了治理，通过数值模拟研究可知：滑坡的治理应当结合隧道洞口的地质条件，不可以盲目的进行放坡和支护[4]。肖猛等对滑坡在不同支护条件下的变形和破坏过程进行了研究，研究结果表明：抗滑桩+锚杆的支护形式更利于滑坡的稳定性。赵敏等[5]对微型群桩的支护体系进行了研究，研究结果表明：微型桩治理滑坡时，桩身易发生剪力突变[6]。胡焕校等对短小锚杆治理边坡进行了研究，研究结果表明：短小锚杆在大面积小体积的滑坡治理中应用效果更佳。杨扶银等[7]结合滑坡特征选择了预应力锚索进行支护，并对锚索进行了研究，研究结果表明：框架锚索的增稳效果更佳。刘明发[8]对公路岩土滑坡进行了研究，研究结果表明：滑坡治理过程中应当注意水害治理、裂缝注浆和构建防护体系，以上三方面对于滑坡治理有重要作用。邹康[9]认为治理滑坡前应当注意滑坡的诱发因素，结合诱发因素设计的治理方案才符合实际。邓胜等[10]结合滑坡类型，提出了抗滑桩+预应力锚索的治理措施，经过实践可知：治理措施还须增加排水措施，以此达到治理滑坡的目的。
然而以上的研究均从滑坡的安全性角度进行了分析，没有从支护措施的角度进行分析，针对此方面，本文结合一实际滑坡工程，从多角度分析支护措施工作的有效性。
该边坡位于四川省巴中市，边坡从上自下主要由风化土、风化岩和软岩组成(图1)，边坡的物理力学性质如表1所示。
表1 岩土体物理力学参数
图1 边坡平面图 (单位：m)
经地质勘察可知滑坡的潜在滑动面如图1所示，利用瑞点条分法对剩余下滑力进行计算，计算结果如表2所示。
表2 自然工况下的剩余下滑力
根据地质勘察的潜在滑动面，结合表1的相关数据，将潜在滑动面划分成11个条块，计算得到的滑坡推力为3 012.7 kN·m-1。结合此数值，对坡体进行抗滑桩+锚杆的组合支护措施，坡面进行喷砼处理。
2.1 模型的建立
因MIDAS能够较好的还原滑坡现状，选择MIDAS进行滑坡的数值研究，本文主要研究的是支护作用下的滑坡稳定性，因此暂不考虑土拱效应的影响[11-14]。
支护措施如图2所示，喷砼采用的是2D板单元，砼为C20材料，厚度为0.6 m，截面积为0.26 m2，扭转常量IX为8.6×10-3m4，扭转应力系数3.5×10-1m；
抗滑桩采用梁单元进行模拟，满足弹性假定，抗滑桩采用1.5 m直径的圆桩体，截面积为1.76 m2，扭转常量IX为4.8×10-1m4，扭转应力系数7.6×10-1m，截面惯性矩(IY和IZ)为2.3×10-1m4；
锚杆采用的是植入式梁单元，材料为钢，满足弹性假定，土钉长度为9 m，截面积为4.7×10-4m2，扭转常量IX为3.7×10-8m4，扭转应力系数1.4×10-2m，截面惯性矩(IY和IZ)为1.8×10-8m4。
图2 边坡支护结构图
2.2 水平位移和受力
数值模拟计算至滑坡稳定时结束，滑坡的位移如图3所示。
图3 坡体水平位移
由图3(a)所示，滑坡的整体位移主要发生于风化土和风化岩区域，软岩区域水平位移几乎为0，84%风化土区域水平位移为4.1 mm，53%风化岩区域水平位移为3.2 mm，坡脚处发生了8.7 mm的水平位移，以上的水平位移均不超过20 mm，说明支护措施情况下滑坡的水平位移均控制在合理的范围内。同时值得注意的是坡脚处发生了位移集中现象，后期若进行位移监测，坡脚处是监测的重点。
为了进一步对水平位移进行分析，选择滑坡中间截面进行水平位移分析，如图3(b)所示，风化土区域几乎均发生了超过3 mm的水平位移，风化岩区域接近一半水平位移超过2.5 mm，软岩区域几乎不发生位移，风化岩发生的水平位移较小的原因是，风化岩的弹性模量和体积模量均小于风化土。坡脚处发生了明显的应力集中现象，与坡形有较大的关系，因此处坡形出现了较大的转折，所以在放坡的过程中，建议将坡脚进行适当的放缓，以达到防止位移集中，而出现剪出口的危害。
由图3可知，滑坡体的风化土水平位移最大，风化岩区域其次，软岩区域几乎不发生水平位移。风化土区域水平位移均不超过5 mm，坡脚处的最大水平位移也不超过20 mm，从位移角度分析可知，支护后的滑坡体水平位移控制在工程允许的范围内。
数值模拟滑坡体的剪切应力区如图4所示。
图4 滑坡的剪切应力云图
由图4可知，滑坡的剪切应力并没有贯通，说明潜在滑动面并没有生成，滑动面没有生成说明了抗滑桩+锚杆的组合支护措施，达到了阻止滑坡进一步滑动的目的。支护完成后滑坡的整体安全系数为1.41，此安全系数是满足工程要求的。
2.3 数值模拟总结
滑坡体的水平位移主要发生于风化土区域，风化岩区域其次，软岩区域几乎不发生水平位移，风化土区域的位移不超过20 mm，说明了支护完成后滑坡体的位移是控制在工程允许的范围内，不会对工程造成安全隐患。
滑坡体的剪切应力区域并没有贯通，说明了滑动面并没有生成，支护后滑坡体的安全系数满足工程要求，说明了抗滑桩+锚杆的组合支护形式是达到了阻止滑坡进一步滑动的目的。
本文结合一实际滑坡工程，采用抗滑桩+锚杆的组合支护方式，并通过数值模拟对滑坡体的水平位移、剪切应力和安全系数进行了研究，研究结果如下：
(1)滑坡体的水平位移主要发生于风
化土区域，最大水平位移为4.1 mm，坡脚处发生了位移集中现象，最大的水平位移为8.7 mm，以上的水平位移均不超过20 mm，说明了支护后滑体在水平位移是满足工程要求的；
另一个方面，若后期开展位移监测，那么坡脚处应当是位移监测的重点。
(2)支护后滑坡体的剪应力区域并没有贯通，说明抗滑桩+锚杆的组合支护方式是达到了防止滑坡进一步发生破坏的目的，安全系数为1.41，此安全系数超过1.20，说明以上的组合支护方式在治理滑坡方面是合理的。
(3)本文没有从塑性区域研究滑坡体的破坏，此方面的研究有待进一步深入。
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