学术研究报告：顺层滑移路堑边坡的分析与治理

一、研究团队与发表信息
本研究由陈静曦、章光、袁从华、王水林、韩行忠（中国科学院武汉岩土力学研究所）合作完成，发表于《岩石力学与工程学报》（*Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering*）2002年第21卷第1期（48～51页）。

二、学术背景与研究目标
研究聚焦于高等级公路建设中顺层滑移路堑边坡（bedding-slip cut slope）的稳定性问题。背景如下：
1. 工程需求：某高等级公路施工中，开挖至煤系地层时诱发山体滑移，滑体体积达20万立方米，威胁施工及运营安全。
2. 科学问题：顺层滑坡（bedding-slip landslide）的机制复杂，涉及软弱夹层（劣质煤层）的流变特性与构造活动影响，需快速提出经济有效的治理方案。
3. 研究目标：通过地质调查、稳定性计算与治理方案设计，解决滑坡问题并为类似工程提供参考。

三、研究流程与方法
1. 工程地质调查与分析
- 对象：滑坡区0～180 m段，涵盖耕植土、石英砂岩、劣质煤层等5类地层。
- 方法：
- 现场测绘与钻孔数据结合，确定滑动面位于劣质煤层（埋深＞30 m）。
- 分析地质构造（如断层f1、f2）对滑移方向的影响（滑体与公路轴线呈60°夹角）。
- 关键发现：滑坡属深层顺层滑动，滑动面受煤层控制，裂缝发育受砂岩节理（倾角75°～90°）主导。

1. 边坡稳定性计算

   • 方法：采用极限平衡法中的简化毕肖普法（Bishop’s simplified method）与传递系数法，反算滑动面强度参数（黏聚力c=15 MPa，内摩擦角φ=10°）。
     
   • 计算剖面：
     
     • 100 m剖面：安全系数k=1.06时需卸载579.6 m³/单宽或施加870 kN/m加固力。
       
     • 40 m剖面：k=0.98时需卸载709.4 m³/单宽或施加1400 kN/m加固力。
       
   • 结论：加固方案因工程量与工期限制不可行，推荐削坡减载（slope cutting and unloading）为主。
     

2. 治理方案设计

   • 削坡减载：
     
     • 分区设计坡度（石英砂岩段1:2，块石土段1:4，裂缝后山体1:1.5），总卸载量85,619 m³。
       
   • 坡脚防护：清除劣质煤层后回填碎石土，设置浆砌块石护墙。
     
   • 排水系统：截排水沟防止雨水渗入滑动面，裂缝填土碾压。
     

四、主要结果与逻辑关联
1. 地质分析揭示了滑坡机制（煤层流变→剪断→整体失稳），为计算提供滑动面参数。
2. 稳定性计算表明加固方案不经济，转向削坡减载，数据支撑方案可行性（k提升至1.25～1.30）。
3. 治理方案通过卸载量与防护措施结合，兼顾效率与成本，直接指导施工。

五、研究结论与价值
1. 科学价值：
- 提出顺层滑坡的“煤层控制-流变触发”机制，补充了该类滑坡的理论模型。
- 验证了极限平衡法在紧急工程中的适用性。
2. 应用价值：
- 为类似高切方边坡工程提供快速治理范例，尤其适用于软弱地层与工期紧张场景。
- 强调地质调查与计算结合的工程决策流程。

六、研究亮点
1. 创新性方法：在缺乏岩土试验数据时，通过反算与规范上限结合确定强度参数。
2. 工程导向性：针对施工期限制，提出“削坡为主、排水为辅”的快速治理策略。
3. 多学科融合：整合地质构造分析、力学计算与工程措施设计。

七、其他要点
- 监测建议：治理后需持续监测坡体位移，防范雨水软化滑动面的潜在风险。
- 局限性：煤层分布不均与未原位测试可能导致参数偏差，需后续数据修正。

（注：全文术语中英文对照示例：顺层滑移-bedding-slip；路堑边坡-cut slope；极限平衡法-limit equilibrium method）