巖土互層的巖土質混合邊坡常見于沉積巖層狀邊坡中，其成因主要是裂隙水沿層理面滲入，使部分較軟的巖層風化成土，形成夾心餅狀的巖土互層，其中順傾向巖土互層邊坡的穩定性較差[1].目前對巖土互層邊坡的研究主要集中在開挖卸荷對其穩定性的影響[1-3],對降雨入滲條件下巖土互層邊坡的穩定性研究較少。巖土互層邊坡中的土層與巖層相比滲透率大、強度低、易風化、力學性質差，當地表水浸入土層時土體抗剪強度急劇減小，土體重力增加，同時在滲透壓力等因素作用下邊坡穩定性迅速降低，往往其破壞過程都是由軟弱土層發展而來，最后在層理方向形成破裂面造成邊坡的滑塌。因此，巖土互層邊坡在降雨入滲時土層強度降低，邊坡前緣開挖形成臨空面邊坡上的巖土體在水力作用觸發下穩定性極差。
對蘭州（新城）至永靖一級公路進行勘察時發現K23+960斷面處為巖土互層地質。中國西北地區全年總降水量少但集中在夏季，單次降水強度大，往往一次的暴雨量就占全年降水量的30%甚至更多，24h暴雨籠罩面積可達50000~70000km2.因此，如何保證強降雨條件下該斷面處巖土互層路塹邊坡的穩定性對保證工程質量至關重要，可為本地區相似工程提供借鑒。
近年來，框架預應力錨桿柔性支護技術發展迅速，它是應用于基坑開挖和邊坡穩定的一種新型支擋技術，克服了傳統支護結構的高度受限制、造價高、笨重、穩定性差等缺點，且具有施工方便、控制變形有利、使用安全等優點?，F在隨著西北地區大量國道、高速公路和超高層建筑的興建，預應力錨桿（索）柔性支護技術在基坑支護和邊坡加固工程中得到了日益廣泛的應用[4-8].研究嘗試以預應力錨桿柔性支護技術加固該邊坡，并探討在強降雨條件下其動態穩定性。
借助GeoStudio軟件對強降雨條件下蘭州（新城）至永靖一級公路K23+960段順傾向巖土互層邊坡的整體穩定性進行了分析，并探索了預應力錨桿和框架預應力錨桿柔性支護結構對增加該邊坡整體穩定性的效果。
1工程概況
該邊坡位于蘭永一級公路K23+960段面處，開挖邊坡長度約150m,坡高8m.
1.1工程地質條件
工程地質橫斷面為白堊紀砂巖泥巖互層，巖層厚度3m,土層厚度2m,巖層順層，受構造影響，巖體相對較破碎，開挖后易崩解、掉塊，粘土巖易風化剝落，具弱膨脹性。巖層產狀為55°∠15°,發育兩組節理，產狀依次為195°∠82°和280°∠82°,巖體呈中厚層狀，裂隙多呈微張型，少有充填物，呈塊狀結構，受構造影響嚴重的位置呈鑲嵌碎裂結構，巖體較完整；結構面結合差，外傾不同結構面的組合線傾角小于35°,有內傾結構面。由于巖體節理裂隙較發育，受構造影響較嚴重，人工開挖擾動后，在雨季和地震時會有掉塊或局部塌落。
1.2水文地質條件
根據現場的地形地貌以及地質條件勘察和現場調研來看，坡體所在場區地下水低于路基，開挖后各級邊坡坡角均出現地下水滲流。
2計算模型
利用GeoStudio軟件對邊坡在強降雨24h及停雨后48h的滲流和整體穩定性進行模擬計算，采用SEEP/W模塊模擬降雨條件下邊坡內部滲流場，將SEEP/W模塊分析結果導入SLOPE/W模塊分析邊坡的整體穩定性。強降雨按坡頂和坡底邊界條件產生10mm滯水的水頭、坡面產生5mm滯水的水頭考慮，SLOPE/W模塊邊坡滑動面平行于層理方向（層理傾角按30°考慮）。
2.1巖土體參數
邊坡巖土體計算參數見表1.
【1】
2.2支護結構參數
分別采用框架預應力錨桿柔性支護結構（未設面板）和邊坡中部一排預應力錨桿的支護形式將坡角為70°的該邊坡加固，將巖土層結構面傾角簡化為30°,邊坡重要性系數取1.0,考慮坡頂地面超載q0=12kN/m2.框架預應力錨桿柔性支護結構共布置三排錨桿，錨桿水平間距、豎向間距均為2.5m,立柱和橫梁截面尺寸均為300×300mm2,混凝土強度為C30,錨桿均采用直徑為32mm的HRB335級鋼筋，錨桿與水平方向傾角為15°,錨桿的其他設計參數見表2.邊坡中部采用一排預應力錨桿，其支護形式的錨桿參數同框架預應力錨桿柔性支護結構中的第2層錨桿。
2.3計算模型
不采用支護形式的自然邊坡考慮坡角為40°、50°、60°和70°,采用框架預應力錨桿柔性支護結構支護邊坡模型坡角為50°、60°和70°,采用一排預應力錨桿支護邊坡模型坡角為70°,所建計算模型見圖1、圖2（以70°坡角邊坡為例）。
SLOPE/W模塊計算模型中，邊坡的滑動面定義為平行于層理方向。
3計算結果分析
3.1不同坡角的自然邊坡整體穩定性變化不采用支護形式坡角為40°、50°、60°和70°的自然邊坡的安全系數變化規律如圖3所示。
從圖3可以看出：（1）強降雨24h坡角為60°和70°的邊坡已經破壞，坡角為50°的邊坡瀕臨破壞，只有坡角為40°的邊坡安全系數最小值為1.476（大于1.3,未破壞），可見強降雨對巖土互層邊坡穩定性的影響不容忽視；（2）坡角為40°、50°、60°和70°的邊坡安全系數降幅分別為14.5%、22.7%、27.6%、31%,坡角越大邊坡安全系數降幅越大；（3）邊坡安全系數在停雨后8h內回升最快，然后緩慢增加。
3.2增加支護后邊坡整體穩定性變化坡角為70°的邊坡采用框架預應力錨桿柔性支護結構、中部采用一排預應力錨桿支護以及不采取支護形式的自然放坡的安全系數變化情況如圖4所示。從圖4可以看出：（1）邊坡中部采用一排預應力錨桿支護后安全系數達到1.35,比自然邊坡提高24%,但在強降雨24h后瀕臨破壞；（2）采用框架預應力錨桿柔性支護結構后，強降雨24h后邊坡安全系數最小值仍大于1.3,邊坡不會破壞且安全儲備較大。
4結論
（1）不采取任何支護形式的層理傾角為30°的巖土互層邊坡，在考慮強降雨影響時最大安全坡角約為40°,但針對具體工程需要詳細計算。
（2）強降雨對巖土互層邊坡整體穩定性的影響不容忽視，且坡角越大邊坡安全系數降幅越大。
（3）預應力錨桿以及框架預應力錨桿柔性支護結構對巖體互層邊坡支護效果比較顯著，但應該考慮強降雨對邊坡整體穩定性的影響，加大安全儲備。
（4）基于GeoStudio軟件對強降雨條件下蘭州（新城）至永靖一級公路K23+960段順傾向巖土互層邊坡的整體穩定性進行了分析，并探索了預應力錨桿和框架預應力錨桿柔性支護結構對巖土互層邊坡的支護效果，為類似工程設計提供了參考。
參考文獻：
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