重庆某不稳定斜坡变形监测及稳定性分析.pdf

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1、第17卷第4期地质力学学报Vo1．17NO．42011年l2月JOURNALOFGEOMECHANICSDec．201l文章编号：1006-6616(2011)04-0402-08重庆某不稳定斜坡变形监测及稳定性分析陈晓洋，张宏阳，冀东，毛市龙(1．北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083；2．成都理工大学，四川成都610059)摘要：位于重庆市区的某不稳定斜坡，其变形区范围内拟进行大规模基坑开挖，为保证安全施工，必须准确评价斜坡的稳定性。在现场调查、归纳地质环境条件的基础上，对不稳定斜坡进行变

2、形监测，研究斜坡变形特征；采用FLAC一3D有限差分软件进行数值模拟分析，将结果与实际变形监测曲线进行对比、拟合，得到监测点的位移情况，从而准确了解不稳定斜坡的变形情况；最后基于极限平衡法和FLAC．3D强度折减法对不稳定斜坡天然状况以及基坑开挖工况下的稳定性进行评价。关键词：不稳定斜坡；变形监测；强度折减法；数值模拟；稳定性分析中图分类号：P642文献标识码：A0引言位于重庆市区的某不稳定斜坡，其纵向长度约200m，前缘宽约96m，后缘宽约100m，平面面积约21000m，不稳定斜坡的变形破坏特征明显

3、。因拟在不稳定斜坡影响区附近进行基坑开挖、平场等施工活动，如何认识不稳定斜坡的变形机制，并正确评价其稳定性，显得尤为关键。本文在前人研究的基础上，结合现场调查，总结并归纳研究区地质环境条件，通过对已有监测资料分析，研究实测监测点位移特征；在此基础上开展FLAC．3D三维数值模拟，对不稳定斜坡原始条件和基坑开挖后稳定性进行较全面的分析；将数值模拟变形结果与实际变形监测结果反复比对、拟合，得到准确的岩土体变形形态，并结合前人的经验。对边坡进行稳定性评价，指导工程实践的开展。l不稳定斜坡基本特征不稳定斜坡在空

4、间上呈“圈椅”状，开口向北东(见图1)。根据地面变形调查，地面高程180～220m，坡角一般15。～23。，后缘较陡峭，前缘较平坦。该不稳定斜坡纵向长度约200m，平面面积约21000m，中前缘不稳定斜坡平均厚度约20m，中后缘不稳定斜坡平均厚度约8m，不稳定斜坡的体积约2．8×10m。，中前部主滑方向43。，后部主滑方向60。。收稿日期：2011-03-12作者简介：陈晓洋(1985一)，男，北京科技大学采矿专业硕士研究生。E-mail：earthl127@163．tom第4期陈晓洋等：重庆某不稳定斜

5、坡变形监测及稳定性分析403图1不稳定斜坡位置及其监测点布置示意图Fig．1Asketchmapshowingthelocationsofunstableslopesandmonitoringpoints1．1物质组成及地下水特征不稳定斜坡物质主要由填土、粉质粘土夹块碎石、碎块石夹粉质粘土组成。受地形坡度变化影响，不稳定斜坡土厚度变化较大，总体上后缘薄，前缘厚，南、北两侧较薄。根据组成物质含水特性及地下水赋存、排泄条件，斜坡的地下水含水介质可划分为松散介质孔隙水和基岩裂隙水。松散介质孔隙水赋存于第四系中

6、，其中堆积成因的填土层与河流冲积成因的粉细砂、砂砾石层是主要的含水层；粉质粘土层是相对的隔水层。1．2基床特征及潜在滑动面不稳定斜坡中、后缘蠕滑沿岩土界面进行，其下部稳定基床由中侏罗统沙溪庙组砂质泥岩、泥岩、砂岩构成；前缘蠕滑沿粉质粘土内部进行，下部粉质粘土、砂土及基岩共同构成其相对稳定基床。据钻孔资料，该不稳定斜坡土体内部及岩土界面未发现明显的相互错动痕迹、摩擦镜面等滑面特征。变形区中、后缘基岩顶面坡度较大，潜在滑动面位于土、岩接触带之上；前缘受开挖形成的临空面控制，不稳定斜坡潜在滑动面位于粉质粘土层

7、内。1．3变形监测结果针对不稳定斜坡平面位移进行观测，在不稳定斜坡范围内共布设监测点20个(见图I)，本次分析采用了其中的l2个，每点各获监测数据12个。各监测点累计位移曲线如图2所示，具有以下特征：①12个监测点累计位移曲线均表现出从加速蠕变(第一阶段)至趋于平稳(第二阶段)特征，但随后出现差异，部分监测点表现为加速蠕变(第三阶段)，其斜率与第一阶段基本一致，另有部分监测点则表现为趋于平稳，即维持第二阶段保持不变；②位于临空面附近监测点累计位移较大，最大可达20mm，最小为7．5mm，而远离临空面监测

8、点累计位移最大为7．2mm，远小于位于临空面404地质力学学报附近监测点；③位于不稳定斜坡内部、临空面附近监测点累计位移量最大(如W3、W4、W5监测点)，且在第三阶段均表现为加速蠕变趋势；④远离临空面附近监测点位移量均较小，且在第三阶段均表现为趋于稳定，即累计位移量基本无变化。图2监测点累计位移曲线图2数值模拟分析对天然和降雨情况下的不稳定斜坡进行数值模拟计算的目的，不仅是验算天然情况下不稳定斜坡的稳定性，更重要的是与监测数据形成对比，检