路堑边坡平面滑动演化过程及远程滑动机制的模拟与分析.pdf

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1、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报１００４－９６６５／２０１５／２３（３）０４３８１０ＤＯＩ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０１５．０３．０１０路堑边坡平面滑动演化过程及远程滑动机制的模拟与分析①①②①②①②王浩孙木子马新凯廖小平林一夫吴志刚（①福州大学环境与资源学院资源与城乡建设系福州３５０１１６）（②中铁西北科学研究院有限公司福建分公司福州３５０００２）摘要永宁高速公路Ｋ１１７滑坡路段原为在泥质粉砂岩单斜地层内开挖２级形成的路堑边坡，开挖后产生典型平面滑动，在中部滑床形成长约２５ｍ的滑动槽，产生最远达３５ｍ的远程滑距，其成因机制复杂。本文在

2、对滑坡基本特征及孕育过程开展详细调查研究的基础上，采用节理有限单元法对该滑坡经路堑开挖导致高位坍滑、刷方变更后触发高速远程滑塌、滑塌后壁残留滑体牵引松动，以及对其实施卸载、支挡回填及锚固的治理过程开展数值模拟，再现了该滑坡孕育发展全过程及其稳定性演化规律；分析了该边坡破坏的平面滑动机构及滑动面的物理力学特征，论述了该类滑坡启动高速远程滑动的开挖松弛致滑机理和裂隙充水致滑机理，最后提出了预测及治理该类滑坡的６点建议。研究表明，在单斜地层开挖路堑，使顺倾向软弱结构面临空暴露时，可能诱发边坡整体卸荷松弛，产生较大的不平衡滑坡推力，而卸荷松动产生的张裂隙导致滑坡对降雨入渗十分敏感，不平衡力和裂隙水压力

3、的共同作用可迅速剪断滑面，伴随势能向动能的转化，产生高速远程滑动。关键词路堑边坡平面滑动远程滑动节理有限元法强度折减法中图分类号：Ｐ６４１文献标识码：ＡＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＡＮＤＡＮＡＬＩＳＩＳＯＦＳＬＩＤＩＮＧＥＶＯＬＵＴＩＯＮＰＲＯＣＥＳＳＡＮＤＬＯＮＧＲＵＮＯＵＴＳＬＩＤＩＮＧＭＥＣＨＡＮＩＳＭＦＯＲＰＬＡＮＥＳＬＩＤＩＮＧＯＦＣＵＴＴＩＮＧＳＬＯＰＥ①①②①②①②ＷＡＮＧＨａｏＳＵＮＭｕｚｉＭＡＸｉｎｋａｉＬＩＡＯＸｉａｏｐｉｎｇＬＩＮＹｉｆｕＷＵＺｈｉｇａｎｇ（①ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＦｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ３５０１

4、１６）（②ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．ｏｆＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｆｕｊｉａｎｂｒａｎｃｈ，Ｆｕｚｈｏｕ３５０００２）ＡｂｓｔｒａｃｔＫ１１７ｌａｎｄｓｌｉｄｅｏｆＹｏｎｇＮｉｎｇｈｉｇｈｗａｙｉｓａｃｕｔｔｉｎｇｓｌｏｐｅｗｉｔｈｔｗｏｅｘｃａｖａｔｉｏｎｓｔａｇｅｓｉｎａｒｇｉｌｌａｃｅｏｕｓｓｉｌｔｓｔｏｎｅｏｆｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃｌａｙｅｒ．Ｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｉｓｌａｎｄｓｌｉｄｅｉｓｃｏｍｐｌｅｘｂｅｃａｕｓｅｉｔｉｓｔｈｅｌｏｎｇｒｕｎｏｕｔｐｌａｎｅｓｌｉｄｉ

5、ｎｇａｓｆａｒａｓ３５ｍａｎｄｔｈｅｓｌｉｄｉｎｇｐｉｔａｓｌｏｎｇａｓ２５ｍｏｎｓｌｉｄｅｂｅｄｗｈｅｎｅｘｃａｖａｔｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｅｔａｉｌｅｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｔｏｉｔｓｂａｓｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｌａｎｄｓｌｉｄｅｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｊｏｉｎｔｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｉｔｓｓｌｉｄｅｏｆｔｈｒｅｅｓｔａｇｅｓａｎｄｌａｎｄｓｌｉｄｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｐａｐｅｒｒｅａｐｐｅａｒｓｔｈｅｗｈｏｌｅｇｅｓｔａｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｓ

6、ｔａｂｉｌｉｔｙｅｖｏｌｖｉｎｇｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｌａｎｄｓｌｉｄｅ．Ｉｔａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｐｌａｎｅｓｌｉｄｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｔｈｅ书收稿日期：２０１４－０７－３０；收到修改稿日期：２０１４－１０－０８．基金项目：国家自然科学基金（４１００２１２７），福建省自然科学基金（２０１３Ｊ０１１５９），交通运输部建设科技项目（２０１３３１８４９Ａ１３０），福建省交通科技项目（２０１２４２）资助．第一作者简介：王浩（１９７８－），男，博士，副教授，从事工程地质与岩土工程方面的教学与研究工作．Ｅｍａｉｌ：ｈ＿ｗａｎｇ＠１２６．ｃｏｍ２３（３）王浩等：路堑边坡平面滑动演化过

7、程及远程滑动机制的模拟与分析４３９ｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｌｉｄｉｎｇｓｕｒｆａｃｅ．Ｎｅｘｔ，ｉｔｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｌｏｎｇｒｕｎｏｕｔｓｌｉｄｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｎｄｕｃｅｄｂｙｅｘｃａｖａｔｉｎｇｒｅｌａｘａｔｉｏｎａｎｄｆｉｌｌｉｎｇｗａｔｅｒｗｉｔｈｉｎｆｉｓｓｕｒｅ．Ｌａｓｔｌｙ，ｉｔｐｒｏｐｏｓｅｓｓｉｘｓｕｇｇｅｓ