随着西部大开发战略的实施,越来越多的工程项目在黄土地区进行,而在工程建设中遇到的一个重要问题就是坡面的稳定性问题。由于黄土边坡坡面常年暴露于自然环境中,在各种自然条件的影响下,尤其是水的冲刷作用,使边坡表面土体失稳,形成冲沟、洞穴、坡面湿陷以及小型的滑塌和崩塌等,它们进一步发展往往导致整个坡体的破坏,因此研究影响坡面稳定的因素及防护措施是十分重要的。在前人所做的大量工作的基础上,本文通过参与交通部西部交通科技项目“探测湿陷性黄土暗穴技术研究”对黄土地区坡面进行了调查,详细研究了其影响因素及防治措施。 首先,通过大量的实地调查,得出黄土边坡坡面破坏模式主要有剥落、洞穴、坡面冲刷、坡面湿陷以及小型的滑塌和崩塌等;通过试验研究得到坡面破坏原因是与黄土自身的结构及其渗透性、崩解性、湿陷性以及抗冲蚀能力有关,渗透性弱,崩解性强,湿陷性强以及抗冲蚀能力弱都会引起坡面的破坏。 其次,通过实地调查和理论分析,认为坡面的稳定还与边坡的形态有关。从理论分析得出坡面在降雨的作用下,存在临界坡度。当坡度越趋近于临界坡度坡面侵蚀越严重,坡面的破坏程度越严重;越远离临界坡度破坏反而减小。目前研究得到的临界坡度往往是一个定值,且主要针对自然边坡进行了大量的研究,而对人工边坡临界坡度的研究还较少,本文通过泥沙运动力学理论和能量守恒的角度分析,得到临界坡度是与黄土自身的物理力学性质和边坡的高度、坡面防护措施等存在一定的函数关系。 最后,本文在综合分析各个影响因素的基础上,提出防治坡面破坏的措施,主要是利用临界坡度原理进行合理的坡形设计,在确定开挖坡角时,既要满足坡体的稳定又要满足坡面的稳定,即开挖坡角满足:α_优2<α_优<α_优1;其次针对黄土地区的特点采用适生植物用喷播技术进行坡面的植物防护以及工程坡面防护;合理有效的排水措施都可以有效地减少坡面破坏的程度。本文以铜黄一级公路某黄土边坡为例进行坡面防护的设计。