坡脚开挖影响边坡稳定的性数值模拟分析.pdf

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1、姜新等:坡脚开挖影响边坡稳定性的数值模拟分析·冻土与地基基础·坡脚开挖影响边坡稳定的性数值模拟分析姜新,王建国,尚岳全(浙江大学建筑工程学院.杭州310058)【摘要J通过诸永高速公路滑坡的现场监测和勘察资料分析,初步确定了滑动面位置。然后假定滑动面原状土与重塑土力学参数比值∈,反演获得比较符合坡体实际变形情况的滑动面抗剪强度参数。在此基础上,模拟高速公路施工过程中坡脚开挖对边坡稳定性的影响,揭示其变形破坏机理。【关键词】滑动面;稳定性;有限元分析;强度折减法;坡脚开挖【中图分类号lTU470【文献标识码1B【文章编

2、号】11301—6864【2011)O1—0089—03THEEFFECToFFooTEXCAVATIoNUPoNTHESLoPESTABⅡITYTHRoUGHNUMERICALANALYSISJIANGXin,WANGJian—guo,SHANGYue—quan(CollegeofCivilEngineeringandArchitecture,ZhejiangUniv.,Hangzhou310058,China)Abstract:TheslidingsurfaceofZhuyongexpresswaylandsli

3、decanbeinitiallydeterminedthroughon—sitemonitoringandinspectiondata.Anactualshearstrengthcouldbeobtainedbyassumingtheme—chanicsratio专oftheundisturbedsoiltotheremoldedonslidingsurface.Basedonthis,thispapersimu-latesthefootexcavationofslopetostudytheeffectitbring

4、sonthestabilityoftheexpresswaylandslideandthereforerevealsitsdeformationmechanism.Keywords:slidingsurfaee;slopestability;FEManalysis;strengthreductionmethod;footexcavation近些年,由于山区高速公路的大量建设,常常涉及坡脚道,因此向坡内开挖了30—40m左右,因而在坡脚内侧形成的小规模开挖,从而形成新的临空面,使得坡体容易产生局了一个高约5—6m的临空

5、面,随后临空面附近岩土体不断部的变形,当外界有不利因素影响,如暴雨、长时间降雨或滑塌,边坡山体开始出现拉张裂隙,裂隙不断加大。2005年外荷载的作用,都对边坡的稳定十分不利,就有可能产生大11月9日至14日连续降雨后,在2005年11月16日下午2规模的滑坡灾害。由坡脚的小规模开挖引发的大规模滑时许,突然发生山体滑坡,形成表部小滑坡。滑体长约75m,坡,在实际工程的前期,容易被忽视,很容易造成后期处理宽约80m,形成错落台高约12m,滑动方量约45600m。的难度,也容易产生巨大的经济损失⋯。因此应该重视坡根据野外钻

6、探揭露、土工测试结果及岩土体物理力学脚开挖对边坡稳定性的影响,以避免灾害的发生。性质差别,滑坡大致可分为7个工程地质层。目前主要的研究方法有极限平衡法、有限元法及滑移2潜在滑动面位置确定线场法等。文中所研究滑坡的潜在滑动面处于深部破碎所研究的边坡为一高度超过200m,地形坡度为3O。~带,在边坡失稳过程中,破碎带上发生显著的局部应变集6o。的高陡边坡。边坡的岩体结构十分复杂,虽然经过了多中,形成剪切滑移带,且剪切带中等效塑性应变已大部分属次勘察,但受勘察控制精度的限制,所揭示的边坡地质结构于大应变范围。所以文中结合具

7、体工程边坡,采用大变形特征仍有许多不确定性。由于该滑坡体的复杂性,因此文弹塑性有限元方法,考虑初始地应力场影响下,分析坡脚开中在勘探资料分析的基础上,主要根据现场的变形调查及挖对边坡稳定性的影响。深部位移监测资料来确定滑坡的潜在滑动面。1工程概况2.1现场变形调查诸永高速公路滑坡位于浙江省台州市仙居县埠头镇水在边坡治理过程中发现该滑坡体后缘出现多道裂缝,碓头村,地处深切峡谷地区,自然坡度为3O。一60。,除基岩且裂缝走向大多都与滑坡滑动方向垂直。根据现场巡视,陡坎外,坡面松散破碎岩体发育,植被茂盛。沟谷水流湍其中有两

8、条主要的裂缝最长最宽,是潜在滑坡可能发生的急,路基下方近沟谷底部附近局部有弱风化基岩出露。2005后缘边界。年8月,由于工程需要,需在原山体坡脚处修建一条施工便其中一条出现在标高575m左右(如图1),裂缝长约[基金项目]国家自然科学基金资助项目(40972187)低温建筑技术2011年第1期(总第151期)边坡坡脚开挖前边坡处于稳定阶段,滑动

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