2.2 土質邊坡穩定性及影響因素

具有傾斜坡面的土體形成土質邊坡。山坡、江河湖海的岸坡等由地質作用形成的土坡稱為天然土坡；開挖基坑、路塹和渠道形成的土坡成為挖方土坡，填筑堤、壩形成的土坡成為填方土坡，挖方和填方土坡統稱人工土坡。處于土坡上部的土體都有向下運動的趨勢，當土體間形成相對運動，原有平衡方式改變時，土坡發生失穩。通常采用邊坡穩定安全系數來評價邊坡穩定性，安全系數定義為抗滑力與下滑力之比，兩力都是沿著破壞面作用的。當重力產生的滑動力等于由抗剪強度產生的抗滑力時，安全系數等于1。

土質邊坡穩定性受土體強度與邊坡坡率控制，當邊坡坡率較陡、土體強度較差時容易發生失穩。在進行土坡穩定性評價時，影響邊坡穩定的因素主要有土體的力學參數、邊坡幾何形態、大氣降水及地下水、附加荷載、工程作用等。

1）土體的力學參數

對土坡穩定影響較大的力學參數有黏聚力c，內摩擦角φ，土的天然重度γ和飽和重度γsat等。土體力學參數的選取應以現場試驗和地質勘察為依據，當這些數據缺乏時，才以相關規范為依據進行穩定分析計算。但目前試驗中測得的力學參數尤其是c、φ值常常會存在由于實驗儀器和觀測者造成的誤差，特別是對原狀土的擾動使得結果有很大誤差。就c和φ的取值對邊坡安全系數的影響程度進行敏感分析，對工程中確定上述兩項指標所須達到的精度具有重要的指導意義。

2）邊坡幾何形態

邊坡幾何形態對邊坡的穩定性有直接影響。邊坡幾何形態指邊坡高度、坡比、長度、剖面形態、平面形態以及臨空條件等。對均質土坡而言，坡度越陡，坡高越大，對其穩定越不利。由于土體抗剪強度比巖體抗剪強度弱很多，同樣坡高坡比情況下土坡比巖坡穩定性差，土坡通常難以形成高陡的自穩邊坡，人工邊坡開挖過程若發現覆蓋層特別厚時需引起高度重視。此外，邊坡的臨空條件也影響邊坡的穩定，平面上呈凹形的邊坡較凸形邊坡穩定，同是凹形邊坡，邊坡等高線曲率半徑越小，越有利于邊坡的穩定。

3）大氣降水及地下水

“無水不滑、十滑九水”形象地反映了邊坡失穩往往與水的作用密切相關。雨水對邊坡的危害主要表現在兩個方面：①形成地表徑流，對坡面造成沖刷。②滲透到坡體內部，導致邊坡土體的含水量增大、抗剪強度降低并同時產生一定的滲流力。不同成分的土體力學參數隨著含水量的變化而變化，在大量降雨的情況下土體的含水量急劇升高，土的黏聚力c和內摩擦角φ會急劇變小，從而使得土坡的穩定安全系數迅速降低而引起土坡的失穩。由于土體的力學性質受水的影響很大，地下水富集程度的提高一方面增大坡體下滑力，另一方面降低土體抗剪強度，引起孔隙水壓力上升，降低滑面上的有效正應力，導致抗滑力減小。因此，地下水富集程度改變也會引起邊坡穩定性改變。

4）地震荷載

地震荷載對于土體穩定性的影響相當巨大，地震產生的振動會使砂土發生液化，使土坡失穩而發生破壞，使得黏性土的力學參數指標發生變化，使得土體的強度降低而造成邊坡的滑動。

5）工程作用

（1）人工開挖。人工開挖一方面會改變邊坡幾何形態，另一方面顯著減小了土坡前緣抗滑力，基坑開挖、溝渠和道路邊坡的坡腳開挖均可能引起土坡變形破壞。

（2）人工堆載。坡頂荷載一方面增加了坡體下滑力，另一方面加大了坡頂張應力和坡腳剪應力集中程度，使邊坡巖土體破壞，強度降低。坡頂荷載的類型如靜載、活載，荷載的大小和作用次數等均影響邊坡穩定性。

（3）人工防護及排水。工程邊坡支擋結構物、錨固結構物、排水結構物的設置均能增強邊坡穩定性。