膨胀土边坡滑坡机理及成因分析

膨胀土边坡滑坡机理及成因分析

工程建筑

科技经济市场

膨胀土边坡滑坡机理及成因分析

蔡元德

（海南省琼海市地方公路管理站，海南琼州５７１４００）

摘

要：根据膨胀土的力学特点，分析了膨胀土边坡的滑坡机理，并在此基础上分析了膨胀土边坡滑坡的成因，可以进一

步认识膨胀土边坡滑坡的特点和规律。

关键词：膨胀土；滑坡；机理；剪切面

１前言

膨胀土边坡有“湿时塑性很强，干燥时裂隙发育，裂面光滑，边坡易塌滑”的特点［１］，膨胀土体的裂隙性破坏了土体的整体性，为水的浸入和土中水分的蒸发开了方便之门，土中含水量的波动和胀缩现象的反复发生，又进一步导致了裂隙的扩展和向土层深部发育，使该部分土体强度大为下降。在气候影响范围之内，土体湿胀干缩效应明显，粘聚力和抗剪强度变化极大，所以膨胀土边坡滑坡失稳是膨胀土地区一种常见的变形现象［２］。对膨胀土边坡的稳定计算分析由于还没有很成熟的方法，因此，需加强对膨胀边坡滑坡机理及成因的认识。

２膨胀土边坡滑坡机理分析

膨胀土路堑边坡滑动的力学机理就是路堑边坡连续破坏中滑动面的形成和土体抗剪强度衰减的过程，滑动面的形成是在滑体发生位移过程中发生和发展的，膨胀土路堑边坡滑动必须具备三个条件：

（Ｔ）大于抗滑阻力（Ｆ）或者下滑２．１路堑边坡土体下滑力

力矩（Ｍｒ）大于抗滑力矩（ＭＦ）。

２．２路堑边坡土体具备了滑移的空间。

２．３路堑边坡滑动体必须是沿一定方向的路径滑移。

有了这三个条件便有了连续破坏的可能，但连续滑动面的发展还要满足三个要求。首先是路堑边坡侧向内应力足够造成集中应力，在形成滑动面之前，局部剪应力超过峰值强度，且随着土体强度的衰减，破坏区也随剪应力与强度比值的增加而逐

渐扩展。其次，土体含有足够的可复应变能量，沿滑动方向产生需要的膨胀力，使破坏区内的土体发生变形，这是膨胀土路堑边坡较一般土质更易滑动的原因之一，侧向应力的大小很大程度上由可复的应变能量控制，而膨胀土的超固结性和胀缩性在成岩连结作用的逐渐破坏和胀缩变形过程中，更有利于可复应变能的恢复和积累。且产生利于滑动的膨胀力，增大变形。实侧路堑边坡底侧向水平变形值达３２毫米，远大于剪切试验破坏值。第三是土体的强度随着变形的增加衰减明显，残余强度远低于

“变动强度”的一大特点。峰值强度，这本是膨胀土体强度具

其过程可分为三个阶段（见图１）。

（１）初级张裂破坏阶段

由于路堑边坡局部蠕变，滑坡后缘开始出现张裂缝，随着深部土体含水量的增加，土体充分软化，在潜在滑动面上出现封闭式的塑性剪切区，相当于曲线有中ａｂ段。

（２）剪切面扩展阶段

当主剪切区发展到相当程度，土体中部有些不连续剪切的软化剪切区终于逐渐连在一起形成了剪切面，土体颗粒重新排列。但滑坡前缘还处于不受压状态，故滑面仍未贯通于下部，相当于曲线中的ｂｃ段。

（３）滑体位移阶段

剪切面的不断扩展，使滑坡前缘受压隆起和剪坏，与剪切区和拉伸区的滑面贯通。此时滑面上的强度只能是发挥其残余强

曲线中的ｃ点，这时整个滑体发生水平位移。度，相当于

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

避免因垃圾邮件的干扰所带来的损失。

４．３网络防病毒系统

在网络环境下，病毒传播速度很快，大量的数据包经常使网络瘫痪，仅用单机版的杀病毒软件已经难以清除网络病毒，必须使用网络版的杀病毒产品，并在网络设备上进行相应的设置，阻断病毒的传播，从病毒的源头和传播途径两方面解决问题，我们采取以下措施：一方面，安装瑞星防病毒网络版，在服务器上设置每天更新病毒库，让所有的用户计算机都安装上客户端，实时和服务器联系，升级到最新版本。用户端计算机自动定时查杀病毒，服务器能汇总用户计算机出现病毒的信息，让管理人员及时了解整个网络病毒发作情况。另一方面，在路由器等网络设备上建立相应的访控列表对病毒的传播进行阻断。

４．４漏洞补丁管理和发布系统

软件程序缺陷和漏洞对互联的计算机系统是个灾难，利用系统漏洞的攻击危害性极大，尤其是近年来病毒借用了这种具有黑客攻击的技术后，给网络带来严重的后果，使得校园网，甚至是整个Ｉｎｔｅｒｎｅｔ陷于瘫痪状态。在用户没有安装补丁程序之前，在杀毒后会被反复感染，用户安装补丁程序是这类问题的唯一根本解决方案，加之各类补丁程序数量规模巨大，所以出现了

漏洞补丁管理和发布这样的安全应用系统。校园网内以Ｗｉｎｄｏｗｓ系统为主，而Ｗｉｎｄｏｗｓ系统漏洞的危害较严重，在校园网内专门设置了Ｗｉｎｄｏｗｓ系统漏洞补丁管理和发布服务器，用于对校园内的Ｗｉｎｄｏｗｓ系统进行统一管理，从本地服务器下载更新补丁程序。此应用系统采用的是微软免费的ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＳｏｆｔｗａｒｅＵｐｄａｔｅＳｅｒｖｉｃｅ系统，分析统计功能能够详细地列出每个受管理系统的补丁程序更新状况，实用性很强。另外，为避免补丁程序更新不及时或其它意外因素，对重大的漏洞补丁程序，以传统的网络公告方式发布并提供自接下载，有效地避免恶性安全事件的大范围发生。

总之，只有提高网络安全意识，建全网络安全规章制度，仔细考虑系统的安全需求，并将各种安全技术结合在一起，才能生成一个高效、通用、安全的校园网络系统。

参考文献：

［１］高文莲．高校校园网安全设计与实现．长治学院学报，２００５，２．

［２］刘敏涵，王存祥．计算机网络技术．西安电子科技大学出版社，２００６，２．［３］葛秀慧．计算机网络安全管理．清华大学出版社，２００８，５．

"!

２００８年第７期

膨胀土边坡滑坡机理及成因分析

科技经济市场

３．２裂隙作用

工程建筑

无论何种类型的膨胀土，都是由两组以上的裂隙组合而成

这些裂隙不的裂隙结构体，且裂隙多为灰白色次生蒙脱土充填。

一定贯通一线，但因其存在大大削弱了土的强度。在裂隙附近产生应力集中，集中的程度一旦超过土的峰值强度时，该点开始破

如此继续下去，遂产生坏，强度下降，剩余应力转移到附近土体。

此连续的渐进性破坏，结果使土的强度降低到接近于残余强度。

外，水沿滑体表面的裂隙渗入土中，使裂隙周围的土体软化，强度降低。总之，裂隙有利于滑坡的发生，其影响程度决定于裂隙的形态和发育程度。

３．３水的作用

由于水的作用，膨胀土的物理力学性质将发生很大改变。３．３．１稠度状态的改变。在膨胀土中，随着含水量的增加，土体的稠度状态发生变化，从而降低了土体的强度。试验研究表明，膨胀土的抗剪强度随含水量的增加而减小。

３．３．２容重的变化。随着含水量的增加，膨胀土有效容重变小，土体的抗剪强度也减小。

３．３．３孔隙度的改变。由于膨胀土富含有强亲水性的蒙脱石、伊利石粘土矿物，当水分进入土体时，这些颗粒就吸咐着大量的水分在自身周围形成水膜，使颗粒周围的结合水膜增厚，颗粒间的距离增大，土体中的原始孔隙度增大，使颗粒间的连结力减小，导致土体的抗剪强度降低。

３．３．４风化作用

开挖后形成路堑，出现了新的临空面，新填筑的路堤，若坡面不加保护，也将暴露于大气中。这些坡面，在长期的温度、湿度变化和冻融等作用下，破坏了土体表面的粒间连接，形成风化带。风化带的出现对边坡产生剥落侵蚀，改变了边坡外形。在干旱季节，坡面出现裂缝、裂隙，结构面上强度丧失。而在降雨季节，由于粒间连接减弱，体积膨胀，使坡面成为泥泞状态，大大降低了抗剪强度。

４结语

综上所述，膨胀土具有蒙脱石、伊利石粘土矿物含量高，亲

而外因则是环境平水性强度低等特点，是边坡失稳的内在因素。

衡的丧失，在边坡开挖成形过程中，上覆土层重量卸除，引起土体结构松弛和应力改变，而应力重分布导致软弱结构面剪应力增大。同时，雨水下渗促使结构面强度软化，并进而使坡腰受拉而开裂，随后雨水直接渗入裂缝中，两端剪损处浸水软化，开裂和滑动继续向坡顶发展形成了多级滑坡台阶的牵引式滑坡。

参考文献：

［１］袁从华，周健，杨明亮．高速公路膨胀土边坡整治［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００７，７（２６）３０７３－３０７８．

［２］王文生，谢永利，梁军林．膨胀土路堑边坡的破坏型式稳定性［Ｊ］．长安大学学报（自然科学版），２００５，２５（１），２０－２４．

［３］杜英．高速公路膨胀土路堑边坡的设计与施工技术研究［Ｊ］．公路，２００５，７（７）：１１８－１２１．

图１滑坡形成机制分析

由于三个阶段的受力条件不同和膨胀土体结构面特征，因而在滑面后缘表现为竖直的或陡倾斜的滑坡壁，多为沿陡倾角裂隙面拉裂而成。滑带宽度也较大，一般在２０－３０厘米，可见明显的泥化滑动带。因受剪作用，主滑面具有剪切破坏的痕迹，形成滑面各种构造，如光滑镜面、擦痕、擦糟、压坑和表面起伏等。滑面厚度一般较薄，其形状受风化层界面控制，一般较平直，滑面前缘则往往是挤压带，经常表现为反坡向翘起。

３膨胀土边坡滑坡成因

膨胀土滑坡作为一种地质灾害现象，它的产生取决于所处特有的地质环境，主要由地表水文、地下水活动、气象气候、植被状况和人类活动等因素所组成。各类环境因素有各自的活动规律，而又彼此影响，相互作用。膨胀土路堑边坡滑坡发生的主要因素就是土体物性和人类活动形成的深挖方的组合。人工路堑边坡不仅造就了切岗段巨大的临空斜面，使气候条件直接影响路堑边坡的胀缩和强度衰减，而且坡脚地应力的释放还产生了持续的卸荷作用；由多元结构土体的层间界面或风化界面形成滑动面及膨胀土的裂隙性所产生的渐进破坏面构成其内在因素，这就是膨胀土成群滑坡行成机制的宏观特征。

水文地质条件的改变、膨胀土强度特性变化、边坡前缘横向支撑的迁移、边坡应力的集中和重分布等是发生滑坡的根本原因。归纳起来可分为三个方面：①人类活动引起；②由膨胀土自身的组构及其强度特性所决定；③由自然因素所造成。

３．１由于路堑开挖和不合理施工，边坡土体的力学平衡遭到破坏。

路堑的开挖，引起边坡坡脚卸荷，失去横向支撑，引起边坡应力集中与再分布。其次，在施工中将大量弃土堆积于斜坡上部，增加坡体重量形成边坡超载。由于边坡上部的加载推助，增加了它的下滑力，从而导致滑坡的加速发展。

超固结膨胀土，因存在较大的水平应力，开挖将会导致坡脚附近产生严重的剪应力集中与应力重分布，这对边坡稳定更不利。

２００８年第７期

"!

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/87ch.html