提 要：某边坡工程，加固设计方和加固方案评估方采用相同的参数，执行相同的规范，却得出工程安全和不安全两个相反的结论。之所以出现这种局面，就是因为规范内部在边坡与滑坡抗滑支护（加固）设计方法存在矛盾和问题。当前，在我国工程界，边坡抗滑支护结构岩土荷载取土压力理论中的主动土压力，有时也取它与传递系数法中剩余下滑力的较大值；滑坡抗滑支护结构岩土荷载计算取剩余下滑力，有时也取它与主动土压力的较大值。本文对这种岩土荷载取值方法存在的问题进行了分析，提出了按抗滑稳定性计算公式反算的方法，该方法能弥补现行岩土荷载取值方法的不足。

       关键词：边坡 滑坡  抗滑支护结构岩土荷载  剩余下滑力  主动土压力  抗滑稳定性计算 反算

0  引   言

        不久前某边坡工程遭遇了尴尬。该边坡是房屋建设场地环境岩质边坡，受外倾裂隙控制。设计采用锚杆挡墙支护。因施工单位未按设计要求施工，经鉴定，需要对边坡工程进行加固。加固设计单位采用的加固方案是增加锚索锚杆，加固施工图已通过审查。此后，某单位受业主委托对该加固方案进行安全性评估，评估结果是多个加固地段不满足要求，加固方案不能保证边坡安全，需要重做加固设计。加固设计方不同意加固方案评估方的结论，认为加固设计完全按相关标准进行，加固方案不存在安全问题，不应调整。加固方案评估方也不同意加固设计方的答复意见，认为加固方案评估完全按相关规范进行，加固方案确实存在安全问题。因双方各执己见，边坡工程加固一时处于停滞状态。加固设计方和加固方案评估方采用相同的数据，执行相同的标准，却得出相反的结论。

        之所以出现这种局面，就是因为标准内部在边坡与滑坡抗滑支护（加固）设计方法上存在问题。

        在我国工程界，边坡抗滑支护结构岩土荷载取土压力理论中主动土压力，有时也取它与传递系数法中剩余下滑力（实际计算或者计算软件中往往取其水平分力）的较大值；滑坡抗滑支护结构岩土荷载计算取剩余下滑力（实际计算或者计算软件中往往取其水平分力），有时也取它（实际计算或者计算软件中往往取其水平分力）与主动土压力的较大值。对分项系数设计法（如抗滑桩），当以主动土压力为抗滑支护结构岩土荷载时，主动土压力视为荷载标准值，荷载分项系数取1.35左右；当以剩余下滑力或其水平分力为抗滑支护结构岩土荷载时，剩余下滑力或其水平分力视为荷载设计值。对单一安全系数设计法（如重力式挡墙），当以主动土压力为抗滑支护结构岩土荷载时，取较高的安全系数；当以剩余下滑力或其水平分力为抗滑支护结构岩土荷载时，取较低的安全系数。

        本文分析上述抗滑支护结构岩土荷载取值方法存在的问题，提出按抗滑稳定性计算公式反算法。

        因传递系数法之滑动力调整法的抗滑稳定系数定义不具有普适性，在涉及传递系数法时，本文只采用传递系数法之抗滑力调整法，但本文指出的以剩余下滑力为岩土荷载存在的问题在采用传递系数法之滑动力调整法计算剩余下滑力时也存在。

1  以主动土（岩）压力或剩余下滑力为岩土荷载存在的问题

        1.1 以主动土（岩）压力或剩余下滑力为岩土荷载与边坡和滑坡抗滑稳定性计算结果不匹配当不考虑非结构类措施时，是否需要对某一边坡或滑坡进行抗滑支护取决于这一边坡的抗滑稳定性，当其抗滑稳定性满足要求时，不需要对边坡进行抗滑支护；当其抗滑稳定性不满足要求时，需要对边坡进行抗滑支护。当用抗滑稳定系数表示抗滑稳定性时，这个要求是一个大于1的抗滑稳定系数规定值（工程界称之为抗滑稳定安全系数）。

        边坡或滑坡抗滑加固亦是如此。当不考虑非结构类措施时，是否需要对某一经抗滑支护的边坡或滑坡进行抗滑加固取决于这一边坡或滑坡的抗滑稳定性，当其抗滑稳定性满足要求时，不需要对边坡或滑坡进行抗滑加固；当其抗滑稳定性不满足要求时，需要对边坡或滑坡进行抗滑加固。当用抗滑稳定系数表示抗滑稳定性时，这个要求是一个大于1的抗滑稳定系数规定值（工程界称之为抗滑稳定安全系数）。

         然而，以主动土（岩）压力或剩余下滑力为岩土荷载与支护前后边坡或滑坡抗滑稳定性计算结果是不匹配的。

1.以主动土压力为岩土荷载与边坡抗滑稳定性计算结果不匹配的情况

        主动土压力建立在土体极限平衡基础上，相当于以1为抗滑稳定安全系数（因此主动土压力公式不含边坡抗滑稳定安全系数符号）。当抗滑稳定系数未达到要求但不小于1时，对应于同一个滑面的主动土（岩）压力小于或等于0。具体地说，抗滑稳定系数等于1时，对应于同一个滑面的主动土（岩）压力等于0；抗滑稳定系数大于1时，对应于同一个滑面的主动土（岩）压力小于0。当抗滑稳定系数小于1时，对应于同一个滑面的主动土（岩）压力虽大于0，但小于抗滑稳定性满足要求所需的支护力值。

        例如：当直线形滑面内摩擦角等于倾角、粘聚力为0时，抗滑稳定系数等于1，主动土（岩）压力等于0；当直线形滑面内摩擦角大于倾角而粘聚力为0或内摩擦角等于倾角而粘聚力大于0时，抗滑稳定系数大于1，主动土（岩）压力小于0。这一点从下列沿缓倾的外倾软弱结构面滑动的边坡主动岩石压力公式可以看得很清楚：

        在主动土（岩）压力为0或为负值的情况下，将主动土（岩）压力乘以多大的增大系数也改变不了主动土（岩）压力为0或为负值这个状况。根据主动土（岩）压力计算结果，这些需要进行抗滑支护的边坡变成了不需要进行抗滑支护的边坡。

        主动土（岩）压力为0或为负值时，岩土荷载与边坡抗滑稳定性计算结果不匹配给边坡工程带来安全隐患；主动土（岩）压力大于0时，虽然岩土荷载小于抗滑稳定性满足要求所需的支护力值，但岩土荷载与边坡抗滑稳定性计算结果的这种不匹配，是否给边坡工程带来安全隐患不易做出评判，原因在于：若支护结构本身相对于所需承担的岩土荷载而言有较高安全度，其提供的支护力极限值不仅明显大于主动土（岩）压力，并可能达到或超过抗滑稳定性满足要求所需的支护力值。但根据相关规范的规定，在计入支护力的边坡抗滑稳定性计算中，支护力值取岩土荷载标准值，这样，计算结果总是显示抗滑稳定性不满足要求。当然，如果支护力极限值仍小于抗滑稳定性满足要求所需的支护力值，边坡工程将有安全隐患。实际岩质边坡工程中，设计人不仅计算沿外倾结构面滑动的主动岩石压力，还计算以岩体等效内摩擦角为岩体强度参数的主动岩石压力，而后者总是大于0。如此设计时，即使沿外倾结构面滑动的主动岩石压力为0或为负值，边坡主动岩石压力为0或为负值的情况也不存在。若以岩体等效内摩擦角为岩体强度参数的主动岩石压力过小造成相应支护力极限值小于抗滑稳定性满足要求所需的支护力值，那么边坡工程将有安全隐患；若与岩体等效内摩擦角为岩体强度参数的主动岩石压力对应的支护力极限值大于抗滑稳定性满足要求所需的支护力值，那么边坡工程是否有安全隐患不易做出评判。

        根据相关规范的规定，不计支护结构前方滑体抗力时，对滑坡用传递系数法计算剩余下滑力并将此与主动土压力作比较取大值做抗滑支护结构岩土荷载的做法。当主动土压力为大值时，主动土压力为岩土荷载与滑坡抗滑稳定性计算结果不匹配的情况与主动土压力为岩土荷载与边坡抗滑稳定性计算结果不匹配的情况相同。

2.以剩余下滑力为岩土荷载与滑坡抗滑稳定性计算结果不匹配的情况

        虽然剩余下滑力计算是在抗滑稳定系数等于抗滑稳定安全系数的条件下得到的，但以剩余下滑力为岩土荷载仍与滑坡抗滑稳定性计算结果不匹配，具体情况有两种：

（1）支护结构提供的抗力（支护力）方向不与剩余下滑力方向平行造成不匹配

剩余下滑力方向倾角是滑面倾角，剩余下滑力与滑面倾斜线平行。当支护结构提供的抗力（支护力）与剩余下滑力方向平行且支护结构前方无滑体抗力时，剩余下滑力就是用传递系数法衡量滑坡抗滑稳定性时维持滑坡稳定所需提供的支护力，也就是说，支护结构前方无滑体抗力时，在与剩余下滑力大小相等、方向相反的支护力作用下，滑坡抗滑稳定系数刚好等于抗滑稳定安全系数。

        但是，支护力方向一般是不与剩余下滑力平行的，如：竖直抗滑桩的支护力方向为水平向，重力式挡墙和锚杆挡墙的支护力方向在不计墙背摩擦力时为墙背法向，喷锚的支护力方向是锚杆轴向。只有在支护结构为斜撑体且斜撑体轴向与剩余下滑力方向平行时，支护力方向才与剩余下滑力方向平行。当支护结构前方无滑体抗力但支护力方向不与剩余下滑力平行时，剩余下滑力值就不是用传递系数法衡量滑坡抗滑稳定性时维持滑坡稳定所需提供的支护力值。

         因此，当支护结构前方无滑体抗力但支护力方向不与剩余下滑力平行时，用剩余下滑力做抗滑支护结构岩土荷载是与滑坡抗滑稳定性计算结果不匹配的。

设计抗滑桩时，很多设计人员用剩余下滑力的水平分力做抗滑支护结构岩土荷载，显然，这更与滑坡抗滑稳定性计算结果不匹配。

         岩土荷载与滑坡抗滑稳定性计算结果的这种不匹配，既有可能给滑坡治理工程带来安全隐患，也有可能给滑坡治理工程造成浪费，原因在于：若支护结构本身相对于所需承担的岩土荷载而言有较高安全度，其提供的支护力极限值将明显大于剩余下滑力。但根据现行规范的相关规定，在计入支护力的滑坡抗滑稳定性计算中，支护力值取岩土荷载标准值，这样计算结果总是显示抗滑稳定性不满足要求。

（2）抗滑稳定性计算采用传递系数法以外的方法造成不匹配

        工程界在计算治理前后滑坡稳定性时系根据不同滑面形态选择不同的条分法，而在计算滑坡支护结构岩土荷载时则只采用一种条分法（即传递系数法）。因不同方法计算精度不同，当计算治理前后滑坡稳定性时不采用传递系数法时，计算滑坡支护结构岩土荷载只采用传递系数法就会造成剩余下滑力与抗滑稳定性计算结果不匹配，甚至造成如下结果：抗滑稳定系数小于抗滑稳定安全系数时剩余下滑力为负值（这意味着抗滑稳定性未达到要求的滑坡不需要治理）；抗滑稳定系数大于或等于抗滑稳定安全系数时剩余下滑力为正值（这意味着抗滑稳定性达到要求的滑坡需要治理）。

        例如：因传递系数法假定条间力与上一条块底面平行，计算结果受相邻条块滑面倾角差影响很大，故对同一个圆弧形滑面，传递系数法抗滑稳定系数随分条数量的增加而减小直至逼近瑞典法的抗滑稳定系数，剩余下滑力随分条数量的减少而减小。因而，对圆弧形滑面，当分条数量较少时，可能会出现用简化毕肖普法算得的抗滑稳定系数小于抗滑稳定安全系数时用传递系数法算得的剩余下滑力为负值的现象；当分条数量很多时，可能会出现用简化毕肖普法算得的抗滑稳定系数大于或等于抗滑稳定安全系数时用传递系数法算得的剩余下滑力为正值的现象。

        重庆某均质土质斜坡用简化毕肖普法算得圆弧形滑面抗滑稳定系数为1.10，小于设定的稳定安全系数1.15，拟采取支护措施，但用传递系数法算得抗滑稳定系数大于1.15，剩余下滑力为负值。

        在实际工程中，对边坡也常常有用传递系数法计算剩余下滑力并将此与主动土压力作比较取大值做抗滑支护结构岩土荷载的做法（虽然相关规范无此规定）。当剩余下滑力为大值时，剩余下滑力为岩土荷载与边坡抗滑稳定性计算结果不匹配的情况与剩余下滑力为岩土荷载与滑坡抗滑稳定性计算结果不匹配的情况相同。

        1.2 以主动土（岩）压力和剩余下滑力为岩土荷载与非结构类边坡处理措施的设计原则不匹配

        当对抗滑稳定性不满足要求的边坡或滑坡采取放坡和灌浆等非结构类措施时，设计原则是使边坡或滑坡抗滑稳定系数达到抗滑稳定安全系数。如放坡或灌浆后的边坡或滑坡抗滑稳定系数仍未达到抗滑稳定安全系数，则应降低坡率或增大灌浆量直至边坡或滑坡抗滑稳定系数达到抗滑稳定安全系数。然而，当用抗滑支护结构对边坡或滑坡进行处理时，因抗滑支护结构岩土荷载系取动土（岩）压力或剩余下滑力，使抗滑稳定系数达到抗滑稳定安全系数这一设计原则不再得到遵守。由此可见，以主动土（岩）压力和剩余下滑力为岩土荷载与非结构类边坡处理措施的设计原则是不匹配的。

1.3 主动土压力与剩余下滑力二者比较取大值没有力学意义

        根据相关标准的规定，在以主动土压力或剩余下滑力为抗滑支护结构岩土荷载的方法中，当前方临空时,滑坡抗滑支护结构岩土荷载取剩余下滑力与主动土压力二者中的较大值；采用抗滑桩时，受外倾结构面控制的边坡抗滑支护结构岩土荷载也取剩余下滑力与主动土压力二者中的较大值。

        在实际工程中，对不受外倾结构面控制的边坡也常常有用传递系数法计算圆弧形滑面的剩余下滑力并将此与主动土压力作比较取大值做抗滑支护结构岩土荷载的做法（虽然相关规范无此规定）。

这种做法没有力学意义。

        首先，剩余下滑力与主动土压力两者性质不同：剩余下滑力与稳定安全系数有关，是一个被放大的力，根据相关标准的规定，它是荷载设计值；主动土压力与稳定安全系数无关，根据相关标准的规定，它是荷载标准值。

        其次，剩余下滑力与主动土压力二者方向不同：剩余下滑力方向平行滑面；主动土压力方向不平行滑面，它与墙背法向夹角为墙背摩擦角。

        第三，对不受外倾结构面控制的边坡而言，剩余下滑力与主动土压力二者作用点不同，后者按随深度直线增长的分布规律确定作用点位置，前者不按此规律确定作用点位置（大多取在滑体高度二分之一处。

        一个简单的例子是：当主动土压力与剩余下滑力相等时，因上述两方面的不同，按主动土压力和按剩余下滑力进行抗滑桩设计的结果一般是不同的。

1.4 边坡抗滑支护结构岩土荷载与滑坡抗滑支护结构岩土荷载不匹配

        在对边坡和滑坡采取处理措施前，总是要对边坡和滑坡进行抗滑稳定性计算。就滑面而言，边坡和滑坡的区别在于：边坡的滑面是未曾沿之滑动也未曾有过明显的剪切变形的面，滑坡的滑面是曾沿之滑动或曾有过明显的剪切变形的面，简单地说，边坡的滑面是潜在的滑面，滑坡的滑面是既成的滑面。在滑面几何特征和强度参数以及其它因素相同的情况下，采用相同的抗滑稳定性计算方法时，边坡和滑坡的抗滑稳定性计算结果并无区别，然而，当因直立切坡而使边坡和滑坡的抗滑稳定性不满足要求从而拟在切坡处设置锚杆挡墙或重力式挡墙时，那么，在边坡与滑坡稳定安全系数区相同值的条件下，按相关规范的规定，边坡锚杆挡墙或重力式挡墙岩土荷载取主动土压力，滑坡锚杆挡墙或重力式挡墙岩土荷载在剩余下滑力大于主动土压力时取剩余下滑力，也就是说，边坡与滑坡抗滑支护结构岩土荷载有不同值。这显然是不正常的。由此可见，边坡抗滑支护结构岩土荷载与滑坡抗滑支护结构岩土荷载取值是不匹配的。

        1.5 以主动土压力或剩余下滑力为抗滑支护结构岩土荷载使多种条分法不能用于计算抗滑支护结构岩土荷载

         剩余下滑力是传递系数法的条间力，因其与条块底面平行而可称为剩余下滑力。其它条分法的条间力不是剩余下滑力，不能提供剩余下滑力公式；一些条分法不仅不能提供剩余下滑力公式，甚至不能提供条间力公式。因此，以剩余下滑力为抗滑支护结构岩土荷载使其它条分法不能用于计算抗滑支护结构岩土荷载。

        条分法有多种，每一种条分法既能用于支护前边坡或滑坡抗滑稳定性计算也能用于支护后边坡或滑坡抗滑稳定性计算，但是，当边坡抗滑支护结构岩土荷载取主动土压力时，意味着每一种条分法都不能用于边坡抗滑支护结构岩土荷载计算；当滑坡抗滑支护结构岩土荷载取剩余下滑力时，意味着除传递系数法外的每一种条分法都不能用于滑坡抗滑支护结构岩土计算。这是很奇怪的。

       1.6 边坡抗滑支护结构岩土荷载计算中一律将不受结构面控制的滑面视为直线偏离实际较多

        对于不受结构面控制的土（岩）体，滑面呈直线的条件是，土（岩）体的破坏如同土（岩）体中一点的破坏，也就是说，变形过程中土（岩）体内各点同一类型的主应力方向都相同（即各点大主应力方向相同，小主应力方向也相同）。

        当挡墙背面非竖直或土（岩）体表面非水平或地表荷载非均布连续时，变形过程中土（岩）体内各点应力分布复杂，同一类型的主应力方向不可能都相同，因此滑面不可能呈直线。同等情况下，墙背越缓，滑面形态离直线形越远。库伦在墙背倾斜情况下通过把滑面看成通过墙踵的平面来计算无粘聚力土体对挡墙所产生的荷载的做法过于简化，后人在墙背倾斜情况下通过把滑面看成通过墙踵的平面来计算有粘聚力且有附加荷载土体对挡墙所产生的荷载的做法更是如此。

        最有可能满足这一条件的情形是挡墙背面竖直、光滑（指墙背摩擦角为0）、土（岩）体均质、无地下水、表面水平、无附加荷载。因墙背摩擦角不可能为0，这种情况实际上是不存在的，即使在这种情况下，滑面也不可能呈直线，原因在于：在墙后土（岩）体从静止状态向主动状态变化的过程中，因土（岩）体中各个水平面（包括墙底所在水平面这个底部边界面）并非光滑面（即摩擦角不为0），土（岩）体在不同深度的水平变形必然有差异，水平变形的差异必然导致墙背不再直立，墙背不直立必然导致滑面不呈直线。这说明，根据朗金条件并不能得到朗金公式。

        总之，对于不受结构面控制的土（岩）体，土（岩）体不可能发生象土（岩）体中一点破坏那样的破坏，其滑面是不可能呈直线的。当然，在其它条件相同时，相对于墙背倾斜、岩土体顶面倾斜的情形，墙背直立、岩土体顶面水平时滑面最接近于直线。

        把非直线形滑面改为直线形滑面必然带来计算误差，使挡墙按主动土压力提供反力后本应为1的抗滑稳定系数小于1。

       现举一个例子。坡面直立、坡顶坡底水平、坡体无附加荷载、无水压力、重度=20kN/m3的边坡，对应2组粘聚力、内摩擦角和坡高（见表1），按朗金公式算得的主动土压力为0，按简化毕肖普条分法算得圆弧形滑面的抗滑稳定系数小于1（见表1）。

表1                       主动土压力和抗滑稳定系数计算

显然，坡角越小，把非直线形滑面改为直线形滑面带来的计算误差越大。

        把非直线形滑面改为直线形滑面也是造成以主动土压力为岩土荷载与边坡抗滑稳定性计算结果不匹配的一个因素。

1.7 朗金理论和库伦理论的主动土压力作用点偏离实际较多

        根据朗金理论，在朗金条件下，当土体有粘聚力时，主动土压力强度从墙顶下某一位置开始随深度直线增长，呈三角形分布，作用点位于这个三角形高度的下三分点处；当土体无粘聚力时，主动土压力作用点位于挡墙高度的下三分点处。

         库伦在土体无粘聚力、滑面是通过墙踵的平面的假定下建立三角形土楔作为一个刚体在滑面和墙背均达到极限平衡时关于力的平衡条件，由此求出土压力合力。在这个理论中，既没有建立三角形土楔关于力矩的平衡条件，也没有涉及土压力分布问题。因此，库伦理论本身并没有给出土压力作用点位置。不少土力学教科书把库伦土压力公式中挡墙高度h这一已知量改写为从墙顶起算的墙背计算点深度这一变量即把与挡墙高度h有关的土压力（式中为土的重度，K为主动或被动土压力系数）改写为以墙背计算点深度为自变量的土压力函数并对墙背计算点深度z求导，由此得出在库伦条件下土压力沿墙高呈三角形分布、作用点位于挡墙高度的下三分点处的结论。由于上述改写使库伦理论中的滑面由通过墙踵的唯一滑面变成不通过墙踵的无数滑面（如图1所示），上述关于库伦条件下土压力分布和作用点的认识是对库伦理论的误解。在库伦条件下土压力沿墙高呈三角形分布、作用点位于挡墙高度的下三分点处不能视为库伦理论中的结论而只能视为应用库伦理论时对土压力分布和作用点问题的补充假定。

图1  库伦的滑面假定及其误解

        作者所了解的各种试验和工程实测资料（如黄求顺等人收集的资料[1]和王元站等人收集到的前苏联资料[2]）都不支持上述土压力作用点的结论和假定，当土体无粘聚力时，主动土压力作用点均高于挡墙高度的下三分点。主动土压力作用点位置偏低使重力式挡土墙设计不得不把抗倾覆稳定安全系数提高到显著大于抗滑移稳定安全系数的水平：抗滑移稳定安全系数为1.3，抗倾覆稳定安全系数原为1.5，后又提高到1.6。

在实际工程中，锚杆支护结构设计大多是按土（岩）压力接近于均布进行荷载算的。土（岩）压力大小和方向按朗金理论和库伦理论确定而作用点不按其确定的做法显得有点牵强。

1.8 坡面（或坡顶或地层界面）倾斜的多层岩土体和结构面不呈直线的岩土体产生的主动岩土压力无法计算

        边坡工程中，坡面倾斜或坡顶倾斜或地层界面倾斜的多层土（岩）体是常见的，如由填土、原状土、强风化层或破碎岩层组成的边坡。

        朗金型理论要求墙背直立、土（岩）体顶面水平、有多层土时是水平分层，库伦型理论要求岩土体均质，两者都不能计算这类边坡产生的主动土压力。

边坡工程中，总体外倾的土岩界面常常构成滑面，但它往往不是直线形，尤其是总体倾角不大的土岩界面。总体外倾的层面也常常构成滑面，但它有时也不是直线形。

朗金型理论和库伦型理论建立在滑面为直线的基础上，当结构面不呈直线时，相应主动岩土压力无法用朗金型理论和库伦型理论进行计算。

1.9 对应等效的抗滑稳定系数定义有不同的滑坡支护结构岩土荷载计算结果

对平面滑动，有三种等效的抗滑稳定系数定义。

第一种定义是抗滑力与滑动力之比，定义式为：

第二种定义是强度参数调整系数，它是这样的系数：滑面粘聚力和内摩擦系数这两个抗剪强度参数按除以该系数的方式调整后滑面刚好处于极限平衡状态。滑面极限平衡方程为：

第三种定义是滑动力调整系数，它是这样的系数：滑动力按乘以该系数的方式调整后滑面刚好处于极限平衡状态。滑面极限平衡方程为：

由（3）式和（4）式也能得到（2）式。因此，对平面滑动，三种抗滑稳定系数定义是等效的。

当把剩余下滑力用做抗滑支护结构岩土荷载时，对应于强度参数调整系数的抗滑支护结构岩土荷载为：

对应于滑动力调整系数的抗滑支护结构岩土荷载为：

由（5）式和（6）式可知，对应于强度参数调整系数的抗滑支护结构岩土荷载与对应于滑动力调整系数的抗滑支护结构岩土荷载是不同的，后者是前者的倍。

对应于抗滑力与滑动力之比的抗滑支护结构岩土荷载则无法计算或者说同时有（5）式和（6）式两种结果。

        由此可见，与平面滑动的三种等效抗滑稳定系数定义对应的抗滑支护结构岩土荷载有三种不同情况。这是不正常的，理由是：对几种等效的抗滑稳定系数定义而言，要把抗滑稳定系数从一个相同的值提高到另一个相同的值（即给定的稳定安全系数），滑体上相同位置处需要提供的抗力必然相同，而抗滑支护结构提供的抗力相同意味着该支护结构岩土荷载相同。

        这说明，把剩余下滑力用做抗滑支护结构岩土荷载是不正确的。

2 按抗滑稳定性计算公式反算法

        根据以主动土压力或剩余下滑力为边坡与滑坡抗滑支护结构岩土荷载这种方法存在的问题，建议采取按抗滑稳定性计算公式反算法确定边坡与滑坡抗滑支护结构岩土荷载，其要点如下：

      （1）将抗滑支护结构提供的抗力（支护力）视为指向坡内从而对抗滑有利的未知荷载，设抗滑稳定安全系数等于抗滑稳定系数，通过抗滑稳定性计算公式反算出支护力。支护力的反力即为抗滑支护结构岩土荷载。

      （2）支护力的方向，对排桩挡墙、重力式挡墙、悬臂式挡墙、扶壁式挡墙和锚杆挡墙可取指向坡内的桩、墙、立柱背面法向，对系统锚杆可取指向内端的锚杆轴向；支护力的作用点，对排桩挡墙、重力式挡墙、悬臂式挡墙、扶壁式挡墙和锚杆挡墙可取在滑面以上桩、墙、立柱背面半高处。

      （3）抗滑稳定性验算最终结果（抗滑稳定系数或支护力）所对应的滑面应是最危险滑面（对滑坡，包括既有滑面和潜在滑面）。

       （4）设置抗滑支护结构前的边坡与滑坡抗滑稳定性验算和设置抗滑支护结构后的边坡与滑坡抗滑稳定性验算采用同一种计算精度较高的方法。

       （5）当抗滑支护结构前方不临空时，先验算前方滑体的抗滑稳定性。如前方滑体抗滑稳定性满足要求，则在进行设置抗滑支护结构后的滑坡或边坡抗滑稳定性验算时将前方滑体视为整个滑坡或边坡的一部分；如前方滑体抗滑稳定性不满足要求，则视抗滑支护结构前方临空。

       （6）设计抗滑支护结构时，抗滑支护结构应有一定安全度但其安全度应明显低于以主动土（岩）压力为岩土荷载时设计的抗滑支护结构。

         按抗滑稳定性计算公式反算法算得的抗滑支护结构岩土荷载明显大于建立在极限平衡状态基础上的主动土（岩）压力，当用安全系数表示安全度时，在理论上，抗滑支护结构安全系数可取1，或者说，支护结构极限承载力标准值等于支护结构岩土荷载即可。但是，抗滑支护结构极限承载力在实际上不易准确确定（比如：因锚杆受拉力作用时砂浆与岩土层界面上应力分布不均并且因锚固长度的不同而不同，靠试验和相应经验确定的砂浆与岩土层极限粘结强度标准值也难以准确确定，锚杆极限抗拔力计算一定有明显误差），如果为考虑支护结构极限承载力这一新因素的误差对抗滑稳定性计算结果的影响去提高抗滑稳定安全系数值，又会造成抗滑稳定安全系数值不统一，故抗滑支护结构应有一定安全度但其安全度应明显低于以主动土（岩）压力为岩土荷载时设计的抗滑支护结构。

3 按抗滑稳定性计算公式反算所得岩土荷载与主动土压力及剩余下滑力的关系

         根据上述可知，从一般意义上说，按抗滑稳定性计算公式反算所得抗滑支护结构岩土荷载与主动土压力及剩余下滑力之间没有关系，但在某些条件下，二者之间有关系。

当滑面为直线形而主动土压力计算采用库伦型土压力理论且墙背摩擦角取0时，按抗滑稳定性计算公式反算所得抗滑支护结构岩土荷载与主动土压力二者方向相同且均是单块力平衡方程的解，差别在于前者的滑面在粘聚力和内摩擦系数这两个强度参数按除以抗滑稳定安全系数的方式调整后刚好处于极限平衡状态；后者的滑面在粘聚力和内摩擦系数这两个强度参数不作调整时刚好处于极限平衡状态。因此，按抗滑稳定性计算公式反算所得抗滑支护结构岩土荷载是滑面内摩擦系数和粘聚力按除以抗滑稳定安全系数的方式调整后所得主动土压力（也就是说，用除以抗滑稳定安全系数后的新滑面内摩擦系数和粘聚力替换原有滑面内摩擦系数和粘聚力所得主动土压力按抗滑稳定性计算公式反算所得抗滑支护结构岩土荷载）。由此可知，按抗滑稳定性计算公式反算所得抗滑支护结构岩土荷载总是大于主动土压力。

        当滑面为直线形时或当滑面不是直线形但抗滑稳定性采用传递系数法计算且只在最末一个条块上作用有支护力时，最末一个条块剩余下滑力靠支护力中平行滑面的分力与支护力中垂直滑面的分力引起的摩擦力来平衡，即有：

由此可知，按抗滑稳定性计算公式反算所得抗滑支护结构岩土荷载总是大于剩余下滑力。

4  工程实例的分析

           本文开头提到的边坡工程加固之所以出现尴尬局面，就是因为标准内部边坡抗滑支护（加固）结构岩土荷载计算和进行抗滑支护（加固）前后的边坡抗滑稳定性评价之间是矛盾的：边坡抗滑支护（加固）结构岩土荷载取主动岩石压力（在该工程中，因外倾裂隙其控制作用，主动岩石压力取沿外倾裂隙滑动的主动岩石压力），进行抗滑支护（加固）前后的边坡抗滑稳定性评价以抗滑稳定系数达到抗滑稳定安全系数为标准（在该工程中，支护力大小取锚杆能安全承担的轴向拉力标准值）。

         本文1.1节已经指出，主动土（岩）压力为0或为负值时，岩土荷载与边坡抗滑稳定性计算结果不匹配给边坡工程带来安全隐患；主动土（岩）压力大于0时，虽然岩土荷载小于抗滑稳定性满足要求所需的支护力值，但岩土荷载与边坡抗滑稳定性计算结果的这种不匹配是否给边坡工程带来安全隐患不易做出评判，原因在于：若支护结构本身相对于所需承担的岩土荷载而言有较高安全度，其提供的支护力极限值不仅明显大于主动土（岩）压力，并可能达到或超过抗滑稳定性满足要求所需的支护力值。但根据相关标准的规定，在计入支护力的边坡抗滑稳定性计算中，支护力值取支护结构能安全承担的岩土荷载标准值，这样，计算结果总是显示抗滑稳定性不满足要求。

        本文开头提到的边坡工程加固正是支护结构本身相对于所需承担的岩土荷载而言有较高安全度这种情况，因该边坡工程中锚杆锚杆安全系数在2.2以上，锚固力极限值已大于抗滑稳定性满足要求所需的支护力值，因此，该加固方案究竟是否安全是不易评判的，但计入支护力的边坡抗滑稳定性计算结果总是显示抗滑稳定性不满足要求。

       当按本文方法进行设计时，因加固结构岩土荷载是按抗滑稳定系数等于抗滑稳定安全系数时所需新增支护力计算的（或者说，因原支护结构和加固结构共同组成的支护结构岩土荷载是按抗滑稳定系数等于抗滑稳定安全系数所需支护力计算的），故加固后，边坡抗滑稳定系数必然等于抗滑稳定安全系数，计入支护力的边坡抗滑稳定性计算结果总是显示抗滑稳定性满足要求。

5 结论

       1.当前我国工程界采用的边坡与滑坡抗滑支护结构岩土荷载取主动土压力或剩余下滑力，这种方法存在下列问题：

     （1）以主动土（岩）压力或剩余下滑力为抗滑支护结构岩土荷载与边坡和滑坡抗滑稳定性计算结果不匹配；

     （2）以主动土（岩）压力和剩余下滑力为岩土荷载与非结构类边坡处理措施的设计原则不匹配；

     （3）主动土压力与剩余下滑力二者比较取大值没有力学意义；

     （4）边坡抗滑支护结构岩土荷载与滑坡抗滑支护结构岩土荷载不匹配；

      （5）以主动土压力或剩余下滑力为抗滑支护结构岩土荷载使多种条分法不能用于确定抗滑支护结构岩土荷载；

      （6）边坡抗滑支护结构岩土荷载计算中一律将不受结构面控制的滑面视为直线偏离实际较多；

      （7）朗金理论和库伦理论的土压力作用点位置偏离实际较多；

       （8）坡面（或坡顶或地层界面）倾斜的多层岩土体和结构面不呈直线的岩土体产生的岩土压力无法计算；

       （9）对应等效的抗滑稳定系数定义有不同的滑坡支护结构岩土荷载计算结果。

        2.本文提出按抗滑稳定性计算公式反算法，这种方法能弥补以主动土（岩）压力或剩余下滑力为抗滑支护结构岩土荷载这种方法的不足。此方法的实质是将边坡与滑坡抗滑支护结构岩土荷载计算视为边坡与滑坡抗滑稳定性计算的反问题。边坡与滑坡抗滑稳定系数计算问题是已知各种荷载（对已有支护结构的边坡与滑坡，包括支护力这种特殊的荷载），计算抗滑稳定系数；边坡与滑坡抗滑支护结构岩土荷载计算问题是已知抗滑稳定系数（它等于抗滑稳定安全系数),计算边坡与滑坡抗滑支护结构岩土荷载。对已有支护结构的边坡与滑坡进行抗滑稳定性计算时，将支护力这种特殊的荷载计入是很自然的事；当已知抗滑稳定系数（它等于抗滑稳定安全系数)而需计算边坡与滑坡抗滑支护结构岩土荷载时，将此问题视为边坡与滑坡抗滑稳定性计算的反问题也是很自然的事。因此，边坡与滑坡抗滑支护结构岩土荷载不是主动土压力也不是剩余下滑力而是抗滑稳定系数等于抗滑稳定安全系数的支护力反力即边坡或滑坡达到稳定所需支护力的反力。

         3.经典土压力理论是为背后土体为填土且墙背面较陡乃至俯斜的重力式挡墙设计提出的。对于背后土体为填土、软土或无黏性土且背面较陡的挡墙而言，离开了挡墙，背后土体自身是不稳定的，抗滑稳定系数总是小于1，主动土压力总是大于0。这是背后土体为填土、软土或无黏性土且背面较陡的挡墙不同于其它边坡支护结构的特点。因此，传统的主动土压力概念应限用于这类挡墙设计（当然，传统的主动土压力概念用于这类挡墙设计时也是有缺陷的，如：直线形滑面形态尤其是按随深度直线增长的分布规律确定的主动土压力作用点位置均偏离实际较多）。但本文提出的按抗滑稳定性计算公式反算法对这类挡墙设计也适用，也就是说，按抗滑稳定性计算公式反算法的适用范围远远大于且涵盖了主动土压力理论适用范围。

         4.按稳定性计算公式反算法的概念也可用于边坡其它破坏方式下的支护结构岩土荷载计算，对某一破坏方式采用相应稳定性计算公式即可。 

内容源于网络，旨在分享，如有侵权，请联系删除

相关资料推荐：

某工程基边坡桩板式抗滑挡土墙支护设计cad全套节点详图（含计算书）

https://ziliao.co188.com/d63342031.html

知识点：从某工程遭遇的尴尬看当前的边坡抗滑支护设计方法