冻融环境下岩土边坡稳定性分析

庄 岩

辽能置业(沈阳)有限公司 辽宁 沈阳 110000

冻融环境主要分为高海拔多年冻土、高纬度多年冻土两种，近些年气候变暖，导致冻融环境的岩体发生变化，即岩土边坡发生冻融损伤，且岩土边坡的强度下降，影响冻融环境下公路结构的稳定性。而岩土作为天然的生产材料，如果使用的生产材料质量发生变化，则岩土内部因冰水融化，造成岩土破裂，导致公路出现塌陷，进而影响公路工程的质量[1]。下面针对冻融环境下岩土边坡稳定性进行分析，并提出相应的边坡保护措施。

1 冻融环境下岩土边坡稳定性的影响因素

高原地区因气候、自然环境等因素影响，导致公路工程在施工期间出现岩土边坡不稳定的现象，影响了公路工程的质量[2]。高原高寒地区，影响岩土的因素主要分为内、外部两种，内部因素主要指因岩土本身的性质以及所在地区的地下水、边坡形态影响，外部因素主要指软体植被、人为因素等影响。

首先，就内部因素而言，在零摄氏度及其以下温度的低温环境下，对于寒冷地区岩土边坡而言，零摄氏度的岩土环境最为脆弱，对自然环境的抵抗力比较差，并影响岩土的硬度。此外，在高寒地区，如果岩土的坡度比较大，则坡顶的受力最大，也降低了坡角的稳定性。因此，在高寒地区，岩土坡角越小，则边坡越稳定，在实际施工期间，为了防止冻融岩土发生融化，需改变岩土的坡角，给公路工程施工带来极大难度[3]。对于岩土内部环境而言，岩土的内部水分变化，容易影响岩土内部的结构，一般情况下，如果外界温度较高，则岩土内部的冰冻部分发生融化，导致岩土中的水分增加。因此，当高寒地区的地下水发生融化，则整体岩土的土体含水量增高，岩土的硬度下降。

其次，就外部因素而言，降雨、地震、植被保护等措施对青藏高原地区的岩土边坡均有较大影响。在降雨过程中，随着降雨量的增加，高寒地区的地下水增加，水位上升，地下水进行渗流，增加静水压力，并且高寒地区土壤中的含水量增加，缩小岩土的土壤强度，最终影响岩土边坡的稳定性。气温变化是主要的影响因素之一，因气温无法人为干预，并且气温变化属于全球性的问题，从地区角度出发进行治理，其难度比较大。针对高寒地区，因气温增高，土温也增高，使得岩体的稳定性下降，土壤的粘聚力也下降，当土温下降，土壤的粘聚力也会提高。同时，气候温度升高，对于含水较高的岩体，将改变岩土的性质，最终影响岩土边坡的稳定性。植被能够吸收岩土边坡中的水分，并起到加固边坡的作用，但因目前植被乱砍滥伐情况较为普遍，导致岩土边坡的植被破坏严重，岩土的边坡稳固性受到严重的破坏。

2 提高冻融环境下岩土边坡稳定性的措施

2.1 科学评价冻融环境下边坡的稳定性 对于岩土地区，因冻土层的结构比较特殊，如果对原有的岩土结构产生破坏，则影响边坡的稳固性。为此，需要采取相应的措施，以此增加边坡的稳定性。首先应该对冻融环境下边坡的稳定性进行科学评价分析。边坡稳定性的分析方法有极限平衡法、极限分析法、模糊数学分析法、灰色理论分析法、神经网络法等，其中极限平衡法、强度折减法是常温下边坡稳定性的重要分析方法，在冻融环境下边坡稳定性分析中也同样适用。土坡极限平衡方程是建立在Mohr-Columb强度的破坏准则和安全系数k两个方程的基础之上的。强度折减法则按照公式“c＇=c/Fs；φ＇=arctaIl(tanφ/Fs)”计算。

2.2 要合理取土 高寒岩土地区进行工程施工期间，以填土为主，减少对岩土的使用，而是对冰融岩土地区的厚层地下冰的地方进行保护，禁止随意取土，必要的情况下，需要对冰融环境的土壤进行填土，至少要对一米五以上的冰冻层厚进行保护[6]。如果对冰融岩土地区进行有效的填充，则能够减少岩土边坡结构的破坏程度，也能提高岩土边坡的稳定性。

2.3 要主动冷却 针对出现热融滑塌滑坡的地段，在具体施工期间，需要将其作为主要的保护内容，对发生热融的岩土地区，需要种植耐旱、耐寒的植物，通过植物的根系深入岩土中，对岩土结构起到一定的加固作用，并取大量的土对地下水进行保护，在确保岩土边坡稳定的同时，也能减少地下水流失。此外，针对热融的岩土边坡，可以采用草袋土，或者采用粘性比较高的土壤对岩土边坡进行覆盖，降低冰融环境岩土土层环境温度。如果岩土边坡的稳固性不佳，可以选取空隙较大的抛石，当气温升高的情况下，抛石能够阻挡太阳光，进而降低岩土边坡的温度。

2.4 做好排水工作 将岩土体中多余的水分引出来，主要将塌陷体中的水分引出来，减少塌陷体的危险程度，进而有助于提高岩土边坡的稳定性。在具体实施期间，需要全面了解岩土边坡的塌陷体，然后对塌陷体进行评估，针对塌陷体的排水工作提出针对性的解决措施。当然，在具体实施期间，需要结合当地的环境情况，先从小范围尝试，然后将具体的措施进行推广运用，以此提高冰融环境下岩土边坡的稳定性。

结束语

高原地区的海拔比较高，且空气稀薄，太阳光照射时间长，昼夜温差比较大，冰融的环境面积比较广，在公路工程施工建设过程中，岩土边坡稳定性成为影响公路工程施工质量的主要因素。因此在公路工程施工期间，需要加强边坡土地的管理，减少对边坡地区的破坏，针对降雨、植被破坏等客观因数提出相应的解决措施，不仅要做好排水措施，同时也要加强植被覆盖面积，通过实施种植绿色植被的方法，加强岩土边坡的稳固性。