┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊黄土高填方边坡稳定性分析与防治措施——以延安新区13标段北端高边坡为例摘要：本文以延安新区13标段北端黄土高填方边坡为研究对象，首先，通过现场勘查，查明了研究区的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质等特征，并对填筑体的工程性质进行了大量试验研究。
然后，根据研究区边坡的地质条件和填方边坡的实际情况，选择代表性剖面采用极限平衡分析法分别计算出天然、暴雨及地震工况下的边坡安全系数，对研究区填方高边坡的稳定性进行了综合评价。
其次，采用有限元法模拟分析填方高边坡在不同工况下的变形特征及应力分布规律，结合极限平衡法的稳定性评价结果，综合评价了边坡的稳定性。
最后，根据研究区高边坡稳定性状况，结合现场实际情况，提出了排水和护坡两种防治措施。
本文的研究成果对延安新区建设具有一定的理论指导和重要的实际应用价值。
关键词：延安新区，黄土高填方边坡，稳定性，极限平衡法，二维有限元分析ABSTRACT：Firstly, this thesis studies the loess high embankment slope on the north of Yan 'an district 13 blocks.Based on field investigation and detailed investigation,engineering geological environment of this district is studied, finding out topography and geomorphology, stratum lithology, geological structure, bad geological phenomenon, etc, which is the basis of stability analysis.Secondly, limit equilibrium principle is used on the natural slope and the typical slope surface of slope of the risen underground water level under different conditions .Through a variety of methods to calculate,the most dangerous slip surface can be found out, and the mechanism of the factors influencing the loess high slope stability and its sensitivity is analyzed.Then, according to the results of two-dimensional finite element analysis, the stress distribution characteristics and deformation of the typical profile can be studied , the deformation and destruction condition of the slope is analyzed. According to the results of limit equilibrium method ,the stability of high embankment slope were evaluated with comprehensive analysis ,and the deformation and destruction forms of loess high embankment slope .Finally, according to the characteristics of the deformation of high slope, drainage and slope protection control measures are put forward for the loess high embankment slope on the north of Yan 'an district 13 blocks, which is a reliable theoretical basis on slope treatment in the future .This article research results of yan 'an district construction is of certain theoretical guidance and practical application value.KEY WORDS:Yan'an District;the loess high embankment slope; stability; limit equilibrium method;a two-dimensional finite element analysis一论文的研究背景本论文的研究课题是“黄土高填方边坡的稳定性分析与防治措施”，以延安新区13标段北端黄土高填方边坡为研究对象，该边坡填方高度超过100m，属于超高填方边坡，开展该边坡的稳定性分析评价及防治措施研究对延安新区建设具有重要的理论指导和实际意义。
二、研究区工程地质条件本章通过现场调查和详细勘察，查明了场区的地形地貌、地层岩性、地质构造、地震、不良地质现象等工程地质条件，对工程的地质概况有了整体了解，为选择有代表性的剖面，建立填方边坡的地质模型创造了条件，为准确可靠地计算与评价场区高填方边坡的稳定性提供了依据。
三、高填方边坡稳定性分析及评价┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1、定性计算剖面、工况（1）计算剖面计算剖面由上至下分别为以Q2和Q3黄土为填料的填土、Q2原状土和砂岩岩层，填土层按照力学性质差异分为四层，其中填土1的填料为Q3黄土，填土2、填土3和填土4的填料均为Q2黄土，剖面计算简图见图1。
（2）计算工况边坡稳定性分析采用3种工况进行计算，分别为：天然工况、暴雨工况和地震工况。
为更合理评价高填方边坡的稳定性，考虑高填方边坡在天然条件下稳定性的同时，必须考虑地下水位上升后的稳定性，本文计算高填方边坡稳定性除考虑天然条件还应考虑地下水位升高6m和12m的情况。
图1剖面计算简图2、安全系数天然工况下边坡安全系数按圆弧滑面验算分析时取1.30；暴雨工况下，按照圆弧滑面验算分析时边坡安全系数取1.10；地震工况下，按照圆弧滑面验算分析时边坡安全系数取1.10。
3、计算结果及稳定性分析自然坡体和地下水位升高后的坡体在天然工况、暴雨工况和地震工况下造成可能潜在滑面的对比见图2~图6，本次计算结果以Morgenstern-Price法计算结果为参考值，见表1。
表1 稳定性计算结果参考值图2 自然坡体（天然工况）图3 自然坡体（暴雨工况）┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊图4 自然坡体（地震工况）图5 地下水位升高6m（天然工况）根据上述计算结果，对3个不同条件下的黄土高填方边坡稳定性进行分析，从计算结果可知：（1）研究区黄土高填方边坡在天然工况、暴雨工况和地震工况下均为稳定状态，稳定性系数最小值为1.116，符合安全系数要求。
图6 地下水位升高12m（天然工况）（2）影响研究区黄土高填方边坡稳定性的因素有：填土材料的强度、地下水位、降雨和地震等，其中影响较大的是地震和地下水位的变化，所以应采取一定的排水措施。
（3）自然坡体的潜在滑面后缘、中部穿过填方体，下缘为原地面与填方体接触面，滑体约占整个填方体的40%；地下水位升高6m和12m后坡体的滑面部分穿过填方体，潜在滑裂面为土体与岩体的接触面，滑体约占整个填方体的50%。
四、高填方边坡的变形特征分析1、SIGMA/W数值模拟分析采用sigma/W有限元软件建立边坡稳定计算模型，填土、原状土和岩层三个土体单元类型采用平面应变模型，并选择合理的网格尺寸自动划分平面网格，网格划分方法指定为循环网格法，网格类型选择四边形和三角形。
划分网格时，边坡坡脚处局部细化，剖面共划分3766个单元，5571个节点网格划分结果见图7。
图7 模型和网格划分情况2、计算结果分析┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊图8 天然工况边坡水平方向位移图9 天然工况边坡垂直方向位移图10 天然工况最大主应力分布图11 天然工况最大剪切应力从以上分析看出:（1）边坡内的应力分布主要受填筑体材料性质和地层岩性的影响，研究区内坡体整体稳定，未出现显著的滑裂面和应力集中带，暴雨工况下边坡变形特征与应力应变分布规律与天然工况下相似，但应力、应变和位移大小有所增大。
（2）边坡发生了一定的右向水平位移，其中边坡中部和坡脚处土体的水平位移较大，最大位移为0.27m，说明该边坡可能发生表面剥落的现象；同时填筑体坡脚位置等值线较密集，出现应力集中现象，可能因为应力集中而发生破坏，故应对坡面与坡脚采取防护措施。
（3）坡体内的剪应力从下向上呈递减均势，至表面一般降为零，坡顶靠近临空面的部分局部有拉应力产生，最小值为-13.25KPa，易产生细微拉裂缝。
（4）沉降量随着填筑厚度的增加而增大，坡顶出现1.426m的最大沉降量，坡体内沉降大小总体上表现为从上至下逐渐减小的均势。
五、填方边坡防治措施1、排水工程（1）地表排水：在坡面上设置完整的横向与纵向排水系统（见图12），以使地表水不直接在坡面上形成径流而冲刷坡面，保护坡面的总体完整。
（2）地下排水：本工程设置排水沟盲沟（见图13），在不改变或破坏原有水系的原则下，根据冲沟原水系分布，结合地形，在原地面各沟谷部设置盲沟，并将勘察过程和施工过程中发现的泉点及湿地引入盲沟。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊图12 横向砌石排水沟断面图图13 盲沟断面结构图（3）注意施工期的临时排水。
2、护坡工程坡面工程防护采取浆砌片石形成的平铺式土工格构地表支护结构进行护砌，土工格室砌成菱形骨架，以保护坡面不受外界因素的干扰，见图14。
坡脚防护工程采用护坦，直接依附于坡脚本身，材料用浆砌片石，浆砌片石厚度为50cm，埋入地表以下120cm，下有30cm石灰土垫层，构造图见15。