张绍波 赵中椋
(辽宁师范大学，辽宁大连 116029)
1 概述
边坡是人类生活和进行工程活动最为普遍的地质环境。随着经济社会不断的发展，越来越多地质灾害问题出现在人类的生活生产中，不仅对社会造成了巨大的经济损失，而且严重的危害人类的安全及人类社会的进一步发展，很多国内外的学者对各类边坡进行了大量的研究，在解决边坡问题上取得了举世瞩目的成就。然而，边坡稳定性研究方法仍是当今社会一个不容忽视的问题，也是边坡稳定性研究的基础。
2 分析结构面对边坡稳定性的影响
2.1 边坡稳定性系数计算方法［1］
极限平衡法假定岩土体破坏是由于滑体沿滑动面发生滑动而造成的。假设滑动面已知，其形状可以是平面、圆弧面、对数螺旋面或其他不规则面，通过考虑斜坡上的由滑动面形成的隔离体或其分块的力学平衡原理(即静力平衡原理)分析斜坡在各种破坏模式下的受力状态，以及斜坡体上的抗滑力和下滑力之间的定量关系来评价斜坡的稳定性。
本文假定边坡可能产生平面滑动，故边坡稳定性系数Ks按下式计算:
其中，γ为岩土体的重度，kN/m3;c为结构面的粘聚力，kPa;φ为结构面的内摩擦角，(°);A为结构面的面积，m2;V为岩体的体积，m3;θ为结构面的倾角，(°)。
2.2 分析步骤
1)采用式(1)计算边坡稳定系数。
2)边坡结构面倾角α的变化对安全系数的影响。
在边坡高30.5 m，边坡坡角 β=90°，结构面粘聚力 c=48 kPa，结构面摩擦角 φ=30°，γ=24 kN/m3，边坡为一层，不考虑张裂隙及地震等作用的工况下，分别计算边坡结构面倾角α变化10°，20°，25°，30°，35°，40°，45°，50°，55°时的边坡安全系数(见表1)。
表1 结构面倾角对边坡稳定性的影响
当结构面倾角 α 取 10°，20°，25°，30°，35°，40°，45°，50°，55°时，其他条件不变，安全系数经历大—小—大变化(见图1)。因此当坡角恒定时，随着结构面倾角的增加，边坡稳定系数可能增加也可能减小。因此，在工程实际中，重点分析结构面倾角的变化，利用上述结论对岩质边坡的稳定性进行分析，确保边坡的稳定性。
图1 顺层边坡结构面倾角与稳定系数折线图
3)研究边坡结构面岩体粘聚力c的变化对安全系数的影响。
在边坡高30.5 m，边坡坡角 β =90°，结构面倾角 α =60°，结构面摩擦角φ=30°，γ=24 kN/m3，边坡为一层，不考虑张裂隙及地震等作用的工况下，分别计算边坡结构面岩体粘聚力c变化20，25，30，35，40，45，50，55 时的边坡安全系数(见表 2)。
表2 结构面粘聚力对边坡稳定性的影响
当粘聚力 c取 20，25，30，35，40，45，50，55 时，其他条件不变，边坡安全系数见图2，安全系数随着粘聚力的增大而增大。因此随着粘聚力的增大，边坡安全系数增大，即粘聚力越大边坡越安全。
图2 顺层边坡结构面倾角与稳定系数折线图
4)边坡结构面岩体摩擦角φ的变化对安全系数的影响。
在边坡高30.5 m，边坡坡角 β =90°，结构面倾角 α =60°，结构面粘聚力c=45 kPa，γ=24 kN/m3，边坡为一层，不考虑张裂隙及地震等作用的工况下，分别计算边坡结构面岩体摩擦角φ变化20°，25°，30°，35°，40°，45°，50°，55°时的边坡安全系数(见表 3)。
表3 结构面摩擦角对边坡稳定性的影响
当摩擦角 φ 取 20°，25°，30°，35°，40°，45°，50°，55°时，其他条件不变，边坡安全系数见图3，安全系数随着摩擦角的增大而增大。因此随着摩擦角的增大，边坡安全系数增大，即摩擦角越大边坡越安全(见图3)。
图3 顺层边坡结构面倾角与稳定系数折线图
3 结语
1)岩体中结构面的存在是影响岩石边坡稳定性的重要因素之一。2)其他条件恒定时，边坡稳定性系数不会随着结构面的增加而增加或减小，而是呈现从大—小—大的变化，因此要根据实际情况具体问题具体分析。3)随着结构面的粘聚力或内摩擦角的增加，安全性系数随之不断增大，边坡也越稳定，但是，摩擦角对安全系数的影响表现得更为显著。4)综上可以看出，当想通过增大结构面倾角提高边坡安全系数时，粘聚力和内摩擦角对安全系数的影响不容忽视，反之亦是如此;因此，结构面产状因素对边坡的稳定性影响并不是确定性的，在实际问题中，充分考虑到结构面倾角与粘聚力、内摩擦角的最优组合，这时，边坡处于最理想稳定的状态，对工程安全性及经济的合理性更为重要。
［1］张 飞，池秀文.岩质边坡稳定性分析的探讨［J］.岩土力学，2011，24(sup):37-38.
［2］GB 50330-2002，建筑边坡工程技术规范［S］.
［3］陈祖煜，汪小刚，杨 健，等.岩质边坡稳定分析——原理·方法·程序［M］.北京:中国水利水电出版社，2005.
［4］湖北省水利水电勘测设计院.边坡工程地质［M］.北京:水利水电出版社，1983.
［5］《岩土工程手册》编写委员会.岩土工程手册［M］.北京:中国建筑工业出版社，1995.
