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边坡抗变形支护结构岩土荷载有效计算方法研究 　　引言 　　变形对坡顶建（构）筑物基础有影响时需对边坡进行抗变形支护是不言而喻的。 为防范边坡发生明显的拉裂变形，对有较大自稳高度、拉裂变形不影响坡顶建筑物基础的边坡也需要设置抗变形支护结构。 　　岩体完整性较高时，若无外倾结构面，高度为数十米的直立岩质边坡很难发生剪切破坏因而无需进行抗滑支护，但在进行边坡处理时，还是需要将坡率降到一个较小的水平或者进行支护。之所以如此，是因为完整性较好的岩质边坡较高较陡时，坡顶还可能会发生拉裂变形，随着时间的增长，拉裂变形会逐渐加大加深最后可能会发生倒塌，也就是说，边坡可能由拉裂变形演变为破坏。由于勘察时切坡还未实施或还没有到位或到位时间还不长， 拉裂还未发展甚至还未发生因而危岩还未形成， 无法通过勘察期间的危岩稳定性分析评价来防范这类破坏。 岩体完整、较完整或较破碎的陡立岩质边坡就是这类既可能无需进行抗滑支护或只需进行低强度的抗滑支护又可能发生明显拉裂变形的边坡。对这类岩质边坡需要进行边坡变形控制。 　　坚硬、硬塑粘性土边坡也是如此。从抗滑稳定角度而言，这类边坡也有一定的自稳高度（工程上岩土体稳定的条件不是岩土体稳定系数不小于1而是岩土体稳定系数不小于安全系数，故边坡自稳高度应是无支护时直立边坡抗滑稳定系数不小于安全系数的最大高度）。 但如果对高度不超过自稳高度的边坡不实施支护或对高度略大于自稳高度的边坡仅按抗滑稳定要求实施低强度的支护，这样的陡立边坡也会发生明显的拉裂变形，同样给人不安全感，甚至引起垮塌。 　　边坡拉裂变形是由应力释放造成的， 如果减小应力释放量， 使坡面应力依然为压应力或者让支护结构来承担拉应力，就能避免拉裂变形或减小拉裂变形的危害，因此，当不能采取放坡措施时，为控制边坡变形，需要对边坡进行支护以施加约束。 显然，相应支护结构是抗变形支护结构而不是抗失稳支护结构，相应岩土荷载是形变压力而不是破坏荷载。 　　本文对边坡抗变形支护结构岩土荷载实用计算方法进行探讨。 　　1 当前的边坡抗变形支护结构岩土荷载计算方法 　　1.1 岩质边坡 　　目前，岩质边坡（包括永久的和临时的）抗变形支护结构岩石荷载计算方法是： 　　（1） 当坡顶建 （构 ）筑物基础外边缘到坡脚水平距离不大于基底到坡脚垂直距离0.5倍时， 国标 《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）（以下简称国标边坡规范02版）采用静止岩石压力乘以静止岩石压力修正系数的方法计算岩石荷载，静止岩石压力修正系数根据（主要由岩体完整性、结构面结合程度和外倾结构面倾角决定的）边坡岩体类型取值，同时要求岩石荷载不小于主动岩石压力的1.3～1.4倍；国标《建筑边坡工程技术规范》 (GB50330-2013)（以下简称国标边坡规范13版 ）采用主动岩石压力乘以增大系数的方法计算。 　　由此可知，国标边坡规范02版和13版的方法均涉及主动岩石压力计算，前者以主动岩石压力的1.3～1.4倍为岩质边坡形变荷载下限值，后者直接以主动岩石压力的倍数为岩质边坡形变荷载。 　　（2） 当坡顶建 （构 ）筑物基础外边缘到坡脚水平距离大于基底到坡脚垂直距离0.5倍时， 国标边坡规范02版和13版均将主动岩石压力作为岩质边坡形变荷载。 　　（3） 当不受结构面强度控制时，在国标边坡规范02版和13版中主动岩石压力均以岩体等效内摩擦角为岩体强度参数进行计算，岩体等效内摩擦角按表1取值。 　　1.2 土质边坡【表1】 　　在土质边坡 （包括永久的和临时的） 抗变形支护结构方面，国标边坡规范02版和13版沿袭了行标《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99）的做法，只对坡顶有建（构）筑物的情形考虑设置抗变形支护结构，其土体荷载计算方法是：坡顶建（构）筑物基础外边缘到坡脚的水平距离不大于基底到坡脚垂直距离0.5倍时，水平形变压力取静止土压力；坡顶建（构）筑物基础外边缘到坡脚的水平距离大于基底到坡脚垂直距离0.5倍而不大于基底到坡脚垂直距离时， 水平形变压力取静止土压力和主动土压力的平均值。 　　2 当前的边坡抗变形支护结构岩土荷载计算方法存在的问题 　　 　　2.1 岩质边坡 　　当前的岩质边坡抗变形支护结构岩石荷载计算方法存在下列问题： 　　（1） 当主动岩石压力受外倾结构面强度控制时，因静止岩石压力受岩体泊松比控制， 主动岩石压力不一定小于静止岩石压力，主动岩石压力过大甚至大于静止岩石压力时 ，再乘以增大系数更不能代表比静止岩石压力小的岩石荷载。 　　（2）土压力理论建立在挡墙反力作用下土体或土单元处于剪切极限平衡状态的基础上，只有抗滑不稳定时才有大于0的主动土压力，抗滑基本稳定和欠稳定时主动土压力为0或为负。 由岩体等效内摩擦角计算的主动岩石压力在任何情况下均大于0，这在概念上意味着边坡抗滑不稳定。