边坡防护技术是岩土工程、交通工程、水利工程等领域的重要研究内容,其核心目标是防治边坡失稳、滑坡、崩塌等灾害,保障工程建设和运营安全,随着工程实践和理论研究的深入,边坡防护技术已从传统的单一防护发展为“主动防护+被动防护+生态防护”的综合体系,相关研究成果也日益丰富,以下从边坡防护技术的分类、研究进展及代表性参考文献三个方面展开论述,并结合表格归纳常用技术特点,最后以FAQs形式解答常见问题。

边坡防护技术的分类与研究进展
边坡防护技术根据作用机理可分为主动防护、被动防护和生态防护三大类,各类技术又包含多种具体方法,其研究进展与工程需求、材料科学、数值模拟技术的发展密切相关。
主动防护技术
主动防护技术是通过锚固、注浆、支撑等方式加固边坡岩土体,提高其自身稳定性,防止变形破坏的发生,早期研究以工程经验为主,如20世纪50-60年代,苏联学者提出的重力式挡墙设计方法,主要依赖圬工材料(如浆砌片石)的自重平衡土压力,适用于低矮边坡,但存在施工量大、对地形适应性差等问题。
20世纪80年代后,随着锚固技术的发展,预应力锚杆(索)主动防护技术成为研究热点,如Hoek & Bray(1981)在《Rock Slope Engineering》中系统分析了锚杆的加固机理,指出预应力锚索可通过深层锚固岩体,传递滑动面剪力,显著提高边坡安全系数,国内学者杨志法等(2005)通过数值模拟研究了锚杆参数(长度、间距、倾角)对边坡稳定性的影响,提出了基于强度折减法的优化设计方法,近年来,复合主动防护技术逐渐兴起,如“锚杆+格构梁+植草”组合体系,其中格构梁分散锚杆应力,植草实现生态防护,既提高了边坡稳定性,又改善了生态环境。
被动防护技术
被动防护技术是通过设置拦截结构(如拦石网、拦石墙)拦截失稳岩土体,将灾害控制在影响范围外,传统被动防护以刚性结构为主,如混凝土挡墙、落石槽,但其存在柔性差、冲击吸收能力不足的问题,20世纪90年代,柔性被动防护网技术从欧洲引入我国,如Tecco格栅网、钢丝绳网等,其通过钢丝绳网的柔性变形和消能环的缓冲作用,有效吸收落石冲击能量。

相关研究中,Grimm & Wiesmann(2003)通过现场试验和数值模拟对比了不同类型被动防护网的防护效果,指出钢丝绳网系统的最大冲击能量可达2000kJ,适用于高陡边坡的落石防护,国内学者陈洪凯等(2010)研究了落石与被动防护网的碰撞动力学模型,提出了基于能量吸收原理的网型选择方法,为工程应用提供了理论依据。
生态防护技术
生态防护技术是利用植物根系固土、植被覆盖减缓雨水冲刷的原理,结合工程措施实现边坡稳定与生态恢复的统一,早期生态防护以植草为主,如液压喷播技术、植生带技术,适用于土质边坡的浅层防护,21世纪以来,随着材料科学的发展,生态混凝土、三维网垫、土工格室等技术得到广泛应用。
如张俊云等(2002)研发的植被混凝土技术,通过添加水泥、有机肥和保水剂,形成既能植被生长又能固土的基材,适用于岩石边坡的生态修复;王可钧等(2005)研究了植物根系与土体的相互作用机制,建立了根系固土力学模型,量化了根系对边坡抗剪强度的贡献,为生态防护设计提供了参数依据,当前,生态防护技术正向“近自然修复”方向发展,如基于植物群落演替理论的边坡植被恢复技术,强调物种多样性和生态系统的自我维持能力。
常用边坡防护技术特点对比
为直观展示不同边坡防护技术的适用范围、优缺点及代表性工程,现将常用技术归纳如下:

| 技术类型 | 具体方法 | 适用边坡条件 | 优点 | 缺点 | 代表性工程 |
|---|---|---|---|---|---|
| 主动防护 | 预应力锚杆(索)+格构梁 | 岩质、土质高陡边坡,潜在滑动面深 | 加固效果好,适用性强 | 施工工艺复杂,成本较高 | 云南昆曼高速公路边坡加固 |
| 主动防护 | 锚杆+喷射混凝土 | 破碎岩质边坡,易风化岩体 | 封闭坡面,防止风化,施工快速 | 破坏植被,后期需维护 | 成昆铁路路堑边坡防护 |
| 被动防护 | 钢丝绳网被动防护系统 | 高陡边坡落石、崩塌防护 | 柔性好,冲击吸收能力强,适应地形 | 防护高度有限,需定期检查 | 川藏公路二郎山段落石防护 |
| 被动防护 | 拦石墙+缓冲填土 | 落石路径清晰、能量较大的边坡 | 防护可靠性高,耐久性好 | 对地基要求高,施工扰动大 | 三峡库区库岸边坡防护 |
| 生态防护 | 植被混凝土+植生 | 岩石边坡,坡度≤60° | 生态效果好,恢复速度快 | 前期需养护,对气候条件敏感 | 重庆长江边坡生态修复 |
| 生态防护 | 三维网垫+液压喷播 | 土质、砂质边坡,坡度≤45° | 成本低,施工简单,植被覆盖快 | 抗冲刷能力弱,适用于浅层防护 | 广深高速公路边坡绿化 |
边坡防护技术代表性参考文献
边坡防护技术的研究成果广泛分布于国内外学术期刊、专著及会议论文中,以下列举部分具有代表性的参考文献,涵盖理论分析、技术方法和工程应用:
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Hoek E, Bray J W. Rock Slope Engineering. Revised 3rd ed. London: Institution of Mining and Metallurgy, 1981.
该书系统阐述了岩质边坡工程的基本理论,包括边坡破坏模式、稳定性分析方法(如极限平衡法、数值模拟法)及加固技术(如锚杆、抗滑桩),是岩质边坡防护领域的经典著作。 -
杨志法, 尚彦军, 王思敬. 岩质边坡加固的预应力锚索设计方法研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2005, 24(19): 3423-3428.
文章基于强度折减法,结合工程实例提出了预应力锚索的优化设计方法,分析了锚索长度、倾角对边坡稳定性的影响,为工程实践提供了重要参考。 -
Grimm R, Wiesmann A. Debris Flow Barriers: Type and Design Parameters. In: Proceedings of the International Conference on Debris Flow Hazards Mitigation, 2003: 681-692.
该研究通过现场试验和数值模拟,系统分析了被动防护网(如钢丝绳网、TECCO格栅网)在落石和泥石流防护中的力学性能,提出了防护网选型和设计参数的计算方法。 -
张俊云, 周德培, 李绍才. 植被混凝土边坡绿化技术研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2002, 21(9): 1380-1385.
文章研发了一种适用于岩石边坡的植被混凝土基材,通过添加水泥、有机肥和保水剂,解决了岩石边坡贫瘠、缺水导致的植被生长困难问题,并在多个工程中得到应用。 -
陈洪凯, 唐红梅, 王林峰. 落石与被动防护网碰撞的动力学模型[J]. 重庆交通大学学报(自然科学版), 2010, 29(5): 789-793.
文章基于Hertz-Davidovic接触理论,建立了落石与被动防护网的碰撞动力学模型,推导了冲击力计算公式,为被动防护网的设计提供了理论依据。 -
王可钧, 李焯芬. 植被与岩土体相互作用及其对边坡稳定性的影响[J]. 岩石力学与工程学报, 2005, 24(12): 2087-2094.
文章通过室内试验和现场监测,研究了植物根系的形态分布、力学特性及其与土体的相互作用机制,量化了根系对边坡抗剪强度的贡献,为生态防护设计提供了参数支持。 -
中华人民共和国行业标准. TB 10025-2025 铁路路基支挡结构设计规范[S]. 北京: 中国铁道出版社, 2025.
该规范是我国铁路边坡防护工程设计的核心依据,详细规定了挡土墙、抗滑桩、锚杆等防护结构的设计原则、计算方法和构造要求,具有很高的工程应用价值。 -
赵明阶, 何光春, 周德培. 边坡工程防护技术[M]. 北京: 人民交通出版社, 2003.
该书全面总结了边坡工程防护技术的最新进展,包括主动防护、被动防护、生态防护等各类方法的原理、设计方法和施工工艺,并附有大量工程实例,是边坡防护领域的重要参考书。
相关问答FAQs
Q1: 边坡防护技术中,主动防护和被动防护如何选择?
A1: 主动防护和被动防护的选择需根据边坡的破坏模式、工程条件及防护目标综合确定,若边坡存在潜在滑动面或深层失稳风险(如岩质边坡的滑坡、倾倒破坏),宜采用主动防护(如预应力锚杆、锚索),通过加固岩土体提高自身稳定性;若边坡以落石、崩塌等浅层破坏为主(如陡坡岩体风化剥落),且下方存在保护对象(如道路、建筑物),则宜采用被动防护(如钢丝绳网、拦石墙),通过拦截结构控制灾害影响范围,当边坡稳定性与生态保护需兼顾时,可采用“主动防护+生态防护”或“被动防护+生态防护”的组合技术,如“锚杆格构+植草”“被动防护网+植被覆盖”等。
Q2: 生态防护技术在边坡工程中应用时,如何提高植被成活率和防护效果?
A2: 提高生态防护的成活率和防护效果需从“基材选择、植物配置、施工养护”三方面入手:
- 基材选择:针对边坡类型(如岩石边坡、土质边坡)选择合适的基材配方,如岩石边坡可采用植被混凝土(添加水泥、有机肥、保水剂)或厚层基材喷射技术,土质边坡可直接采用三维网垫、植生带等;
- 植物配置:根据当地气候、土壤条件选择乡土物种,优先选择深根系、耐旱、耐贫瘠的植物(如紫穗槐、狗牙根),并构建乔、灌、草复合群落,以提高植被的稳定性和生态功能;
- 施工养护:避开高温、干旱季节施工,播种后覆盖无纺布保水,定期浇水、施肥,前2-3年需加强养护,直至植被形成自我维持能力,对于坡度较陡的边坡,可结合工程措施(如锚杆、格构梁)固定基材,防止雨水冲刷导致植被破坏。
