库区水位骤降对边坡稳定性的影响研究

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1、库区水位骤降对边坡稳定性的影响研究深圳市勘察研究院有限公司广东深圳518026摘要：边坡工程的稳定性研究是当前岩土工程研究领域中的一个热点问题之一，对库区水位骤降影响边坡的稳定性展开研究具有十分重要的理论意义和实际意义。木文釆用某水库库区公路典型路基断面K151+300简化模型，分析库区水位骤降对边坡稳定性的影响。关键词：库区；水位骤降；边坡；稳定性；影响0引言随着我国社会经济的快速发展，各种工程的施工日益增加，边坡工程作为工程建设中最常见的工程形式，是人类工程活动中最基木的地质环境之一，其数量也日益增加。在库区边坡工程中，库区的水位骤降会引起边坡体内有效应力迅速降低，极易诱发边

2、坡工程的滑坡事故，对人们的牛命财产安全构成严重的威胁。因此，研究库区水位骤降对边坡稳定性的影响具有十分重要的意义。1库区水位骤降对边坡稳定性的影响研究库区水位的骤降会对公路边坡造成不利的影响，往往会导致灾害的发牛。水位骤降期影响边坡稳定性的因素有很多，边坡体木身的抗剪强度、坡面的形式、坡体的渗透系数、库水位的下降高度等综合作用影响其稳定性，因此水位骤降过程中边坡的安全系数也是变化的，木文釆用FLAC3D软件建立骤降期的边坡渗流模型，硏究水位降落的过程中边坡安全系数的变化曲线，从而找出边坡的最危险水位。1.1FLAC3D计算模型木文采用某水库库区公路典型路基断面K151+300简化

3、模型，如图1所示，边坡高度为24.6m,采用三级边坡，坡高由上而下分别设置为8.6m、8m>8m,坡度为1:1,5.l:na：n0亚粘土层天然状态下，重度为18.65,粘聚力为30.6kPa,内摩擦角19.37°；饱和状态下，饱和重度为19.65,粘聚力为24.1kPa,内摩擦角14.67°；强风化基岩重度为21,粘聚力为16KPa,内摩擦角21°；微风化基岩重度为22,粘聚力为17.5KPa,内摩擦角24.5°。计算中浸润线以上部位采用天然强度，浸润线以下部位采用饱和强度。计算模型采用摩尔库伦弹塑性模型，并使用关联流动法求解安全系数，得出不同水位

4、下的边坡稳定情况。图1库水位骤降期边坡计算图1中H为边坡的高度，边界向右延伸H,向下延伸H。为正常蓄水位高度，取值16m,水面标高为228m,为库水位的下降高度。为边坡的坡度，分别取坡度1175、1:2进行了模拟计算,水位的骤降速度为1.68m/d,得出库水位骤降过程中，边坡稳定性的变化。1.2简化模型的计算结果分析使用简化模型模拟库水位由228m骤降至214m过程中边坡稳定性变化,分别选取坡比1:1.75和1:2的简化边坡，分析边坡水平位移、竖直位移、整体位移、剪切应变率的变化，如图2所示。图2水位骤降过程中水平位移变化图由图2可得，以坡度1:1.75为例，在库水位骤降过程中，

5、其水平位移、竖直位移、位移及剪切应变率的变化曲线都是先升后降的趋势，口最高点位于水位218〜220m之间，对应于坡高1/4〜1/3处。其中变化在骤降开始和快临近结束的期间较为平缓，但在接近最高点位置的吋候，随着水位下降，表现为“急升急降”的现象，其在最高点位置的各项指数较骤降开始阶段或临近结束阶段，水平位移增大为2.98倍，竖直位移增大为1.67倍，整体位移增大为1.88倍，剪切变化率增大为1.74倍，可以判断出在此期间的边坡稳定性变化最为剧烈，图中对应的最高点位置就是边坡的最危险水位高度。相比较1:1.75和1:2两个不同坡度的计算边坡，坡度较缓的1:2边坡其最高点的变化数值相

6、对于1:1.75边坡要小得多，尤其是剪切应变率变化数值明显减小，因此边坡最危险高度位置对边坡的坡度较为敏感。边坡的坡度放缓对水位骤降下边坡稳定性起到明显的提高。1.3水位骤降期间边坡的稳定变化图3为骤降至不同水位时，简化边坡的安全系数计算结果。图3水位下降高度比一K关系曲线图由图3可知边坡的安全系数随着库水位的骤降，先是随着减小，在到达最危险水位高度之后，又随着缓慢增大，说明边坡的稳定性在水位骤降过程中是先减小后微增的，具体的变化可由以下各个时期的稳定分析所知。在库水位骤降至224m,边坡存在由坡顶贯通至坡脚的塑性贯通区，边坡可能沿着潜在滑动面发生滑动破坏，边坡的剪切速度欠量上部

7、表现为沉降和剪切，下部表现为剪切，边坡存在整体滑动的可能，此时边坡的安全系数为1.38o在库水位骤降至220m,边坡已经不存在塑性贯通区，但是坡底部塑性破坏区域较为明显，边坡的剪切速度欠量主要表现为整体剪切，且在最下一级边坡至坡脚剪出现象明显，下部边坡极可能发生破坏。此时的边坡由于水位骤降过快，坡内的水体来不及排出，与坡外水体形成较高的水位差，渗透力作用在最下边坡及坡脚处，方向指向坡外，造成边坡下级边坡被冲岀破坏，而此时边坡的安全系数为1.20,已接近最小安全系数。在库水位骤降至