在山区修筑公路，因地层岩性，地质构造复杂，地形条件变化大，加上工程施工，常引发滑坡地质病害[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12].影响边坡稳定性的因素分为内因和外因，其中内因主要为地形条件和地质条件，外因为降水、地震和人类活动影响[13];降雨是滑坡灾害产生的主要诱因之一[14];大面积临空是造成公路路基失稳的主要原因[15].
皖南山区某一级公路K10+404大桥于2017年11月—12月进行便道施工，2018年9月进行桩基施工.2019年5月左侧边坡发生滑坡，给桥梁和后期公路运营带来危害，影响高速公路的正常通行和使用寿命，危及生命财产安全.本文就该滑坡的成因及原地面、边坡开挖后的稳定性进行深入分析，对与公路斜坡相关的设计和施工具有借鉴意义.
1 、滑坡工程地质特征
根据地质勘察，滑坡处地形总体趋势上陡下缓，滑坡前后缘距离50～60 m，两侧距离60～100 m，面积约2 800 m2.后缘位于K10+404大桩号左侧边坡3级坡台阶处，后缘错落10～20 cm，裂隙宽度约15～20 cm，裂隙近垂直地面，剪出口因受到较长时间的冲刷，特征不明显，但坡体下方见明显滑塌堆积体.滑坡体主要由碎石土组成，近似扇形，厚度一般为5～7 m，最大厚度为8～10 m，体积约1.8×104m3.滑动面呈折线型，碎石土为松散状，透水性较强.在地下水的作用下，滑坡体主要沿碎石土和强风化砂岩界面滑动，属于小型中层牵引式堆积层滑坡.滑坡相关特征图如图1、图2所示.
2 、滑坡成因分析
2.1 、地形地貌因素
滑坡区属皖南中低山区，地貌特征为上部较陡、下部较缓，原地貌自然边坡基本稳定.边坡开挖后，在路线左侧形成了3级高约8 m、坡度约50°的陡倾临空面，同时滑坡体两侧地形较中部高，呈“U”型，有利于地表水及地下水的汇集，恶化了滑坡区的水文地质条件.
2.2、 地层岩性、地质构造因素
滑坡段发育F1断层，致原基岩较破碎.经进一步风化、搬运后，在场地形成较厚的残坡积成因的碎石土，呈松散状，具孔隙比大、透水性较好、抗剪强度较低等特征.其天然状态性质一般，遇水则导致强度进一步下降，易于产生滑坡.下伏基岩工程性质较好.
2.3、 水文地质条件
水是诱发滑坡形成的主要外在因素.滑坡体段的地形、地层条件利于地表水的汇集与地下水的下渗.2017年11月—2018年9月经历过雨雪天气，尤其是持续暴雨，大量雨水的渗入降低了土体抗剪强度，同时地表水和地下水的渗入增加了土体重量，这是滑坡形成的重要原因.
2.4 、工程施工因素
由于桥梁左侧边坡的施工切坡破坏了原坡体应力平衡，降低了坡体阻滑段抗滑力，加之坡体开挖后未及时进行防护，上部开挖后弃渣未及时运出坡体(2级坡可见部分弃渣堆积于坡体上)，上部截排水措施不及时，致滑坡体长时间处于临滑状态，最终在地下水的不利作用下引发了滑坡.
3、 稳定性分析
3.1、 定性分析评价
滑坡体主要由碎石土组成，呈松散状，厚度较大，孔隙比大，透水性较好，抗剪强度较低，工程性质差，下伏基岩工程性质好.在暴雨或连续阴雨条件下，大部分降水入渗坡体，降低土体抗剪强度，增加滑坡体重量，同时增加动水压力，使边坡稳定性变差，坡体上陡下缓，兼之施工切坡，降低阻滑段抗滑力.各不利因素综合作用导致滑坡的发生.
3.2 、定量分析评价
1)模型的概化
由于滑坡体的空间形态较为复杂，同时滑坡体内物质组成亦不尽相同，为一各向异性介质，因此，为便于常规的力学计算，对计算对象进行如下假定：(1)假定滑床为标准折线形且单折线滑面的力学性能均一;(2)按折线形状将滑坡划分块段，且各块段内物理力学指标各向同性;(3)滑坡按整体滑移考虑;(4)暂不考虑地震力及动、静水压力.
2)滑坡岩土的物理力学指标
计算断面是结合经验和工程类比分析，按照相关规范综合选取强度参数.由于该边坡难以形成稳定的地下水位，暴雨工况强度参数按照正常工况的强度参数进行折减.各断面的强度参数取值如表1所示.
3)稳定性计算评价
条块划分如图3所示.
图3 稳定性计算示意图
计算公式[16]如式(1)—式(3)所示：
式中：Fs为稳定系数;Ri为作用于第i块的抗滑力，k N/m;ψj为第i块段的剩余下滑力传递至i+1块段时的传递系数，j=i;Ti为作用于第i块滑动面上的滑动分力，k N/m;θi为第i块段滑动面与平面的夹角(°);φi为第i块段土的内摩擦角(°);Ni为第i块段滑动面的法向分力，k N/m;Ci为第i块段土的黏聚力，k Pa;Li为第i块段滑动面的长度，m.
稳定性计算结果见表2—表3.
根据稳定性计算结果，可以判明原地面在天然状态、暴雨或连续阴雨状态下处于稳定状态;施工后在未设置防护的前提下，边坡在天然状态下处于稳定状态，如遇暴雨或连续阴雨状态，会再次发生滑动.
相对于天然状态，原地面或开挖后边坡在饱水状态下抗滑总力下降，下滑总力增加.其中，原地面饱水状态相对于天然状态抗滑总力下降约4.9%，下滑总力增加约9.1%;但开挖后饱水状态下的抗滑总力下降约6.3%，下滑总力增加约9.2%.可见边坡开挖后未进行及时防护时，地形、地层、构造、水等因素的综合影响引起抗滑总力下降和不足，导致滑坡的形成.
4、 结语
1)从工程地质条件、施工等方面分析了滑坡的成因，并通过原地面和边坡开挖后稳定性系数的定性、定量分析，给出了坡体的稳定性评价.
2)山区公路地质条件复杂，边坡开挖后破坏原有坡体平衡结构，防护不及时将对边坡的稳定性产生不良影响，严重时可能引发工程滑坡，后续类似工程应引以为戒.
3)边坡开挖后未进行及时防护时，在地形、地层、构造、水等因素综合影响下，引起抗滑总力的下降和不足，导致滑坡的形成.
参考文献
[1]李全金培杰张红利云南元武高速公路滑坡稳定性分析[J]铁道建筑2013(4):109-112.
[2]杨政武山区高速公路路堑边坡滑坡稳定分析及治理研究[J].交通建设与管理2015(8):139-141,144.
《某山区公路碎石土滑坡成因及稳定性分析》来源：《广西科技大学学报》，作者：何维山,唐俊,宋正辉
