概述
邊坡(包括人工邊坡、自然斜坡與陡崖)處於極限平衡狀態時的臨界高度,是評價坡體穩定性和設計邊坡結構的重要依據,歷來是工程地質和岩土工程界十分關注的問題。對於既定的邊坡,其坡度和岩土體的物理力學性質是確定的,依據土力學原理推算臨界坡高成為一種便捷途徑。因此,自18世紀庫倫土壓力理論問世並經朗金等發展以來,對於臨界坡高的研究就經久不息 。
計算方法
早在19世紀後半葉,卡爾曼(Culnann.C.,1866)就分析了一般邊坡的臨界高度。之後,太沙基(Terzaghi.K.,1993)等對卡爾曼法進行了修正,分析頂面有張裂隙的邊坡和直立邊坡的臨界高度,形成邊坡臨界高度理論公式系列。今天,儘管時光流逝了上百年,科學技術經歷了飛速發展,但古典的卡爾曼法仍具有頑強的生命力,其確定邊坡臨界高度的公式還有實際套用價值 。
算法套用原則
對一般邊坡或斜坡,套用卡爾曼公式可推求臨界高度或坡度,即對既定坡度的邊坡推求其臨界高度,或對既定高度的邊坡反推其極限穩定坡度,用以判定邊坡的穩定性。既有高度大於臨界高度或既有坡度陡於極限穩定坡度的邊坡不穩定,既有高度小於臨界高度或既有坡度緩於極限穩定坡度的邊坡則穩定。
①對坡面形態,要求整個坡面為二折線形,即由邊坡面和緩直的坡頂面構成。對不夠平順的坡面,應直線化處理。②對坡體中的岩土體,要求性質均一,物理力學指標無明顯差異。對不均質的岩土坡體,其物理力學參數可近似地採用加權平均值。③邊坡中無地下水富集和泄出,地下水動力作用可忽略 。