基于M-C准则简化Bishop法的边坡稳定性模拟-论文.pdf

《基于M-C准则简化Bishop法的边坡稳定性模拟-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、2014年第8期西部探矿工程23基于M-C准则简化Bishop法的边坡稳定性模拟董利军(山西省地球物理化学勘查院，山西运城044000)摘要：采用基于Mohr-Coulomb准则的简化Bishop法对广乐高速公路仙水河1大桥左幅4号桥墩边坡和右幅2号桥墩边坡的稳定性进行研究。模拟研究边坡对3种工况(天然工况、饱水工况和饱水加地震工况)的稳定性响应，为边坡的支护设计提供合理的依据和参考。关键词：数值模拟；Mohr-Coulomb准则；简4LBishop法；稳定系数中图分类号：TD824．7文献标识码：A文章编号：1004—5716(20

2、14)08—0023—04仙水河1大桥左幅4号桥墩边坡和右幅4号桥墩浅变质砂岩，局部可见被节理裂隙切割的破碎岩块从边坡位于广东省乐昌市梅花镇大坪村老屋场境内，此原岩体中脱落、滑出。两桩基承台均已开挖至设计标高，段线路约呈95o方向展布。人工边坡是由于开挖广乐桩基施工开展多时，目前边坡整体处于基本稳定状态。高速公路仙水河1大桥左幅4号桥墩与右幅2号桥墩由于风化作用和人为爆破震动使得坡体表层的破的施工平台及桩基承台形成。施工平台和承台开挖过碎岩块受扰动后发生剥落、掉块现象，甚至局部不稳定程中坡体发生较大变形，屡见剥落、掉块现象，给机械的大

3、岩石块体发生楔形体滑动，影响边坡下部桩基的设备和施工人员的安全造成很大威胁，延误施工工正常施工作业。若边坡长时间受暴雨冲刷浸泡或其他期。为了保障桥墩安全顺利施工和后期的运营，有必外动力地质作用，容易引起边坡一定范围内变形加剧，要针对边坡稳定性进行专门的分析、评价并施以防治故需及时对边坡采取必要的治理措施。措施。本文采用国际上常用的简化Bishop法并结合2计算方法简介MoCoulomb准则探讨边坡在3种不同工况下的稳简化的Bishop法是国际上公认的一种较准确的边坡定性影响应，为边坡的合理支护提供依据。稳定陛分析方法]，假定条块间力的

4、合力为法向水平力，l工程概况不考虑条间切向力，计算分析简图如图1(a)～(c)所示。仙水河l大桥左幅4号桥墩边坡与右幅2号桥墩其中，E及E川分别表示条间作用力；W为第f边坡为中小型人工边坡。整体坡长约70m，倾向为南条块的自重力，其值可以表示为E+Wi=东向。左幅4号桥墩边坡实测最大坡高为15m，坡长[r(h一h)+ys．,h]；Q为地震产生的水平惯性力，以30m，切坡面积为420m。；右幅2号桥墩边坡实测最大坡水平地震系数的形式可表示为Q，=We；N、分高为18m，坡长40m，切坡面积620m。边坡坡脚处为在建广乐高速T3合同段仙水

5、河1大桥左幅4号桥墩与别为条块底部的切向力和法向力；为渗透水压力；b、右幅2号桥墩的桩基及承台。l、口分别为第z条块底面宽度、长度和倾角；、分面对开挖边坡方向，整体呈马鞍形态：左幅4号桥别为第条块底部中点到水位线的竖向距离和水位线的墩边坡最大坡高15m，左侧小里程处最小开挖高度约倾角；e、R分别为第f条块重心到滑弧圆心的垂直距离为6m，右侧大里程处开挖高度由坡顶延伸至坡脚；右和滑弧的半径。经推导，滑面的稳定系数可表示为：幅2号桥墩边坡最大坡高达18m，左侧小里程处开挖高∑+a，tan~i)bfseca度由坡顶延伸至坡脚，右侧最小开挖坡

6、高为7m。坡面Fs=总体坡度较大，左幅4号桥墩边坡坡比为l：O．49，右幅Eb,(h，一h)+h]6sin等∑[—h)+～h2号桥墩边坡坡比为l：0．42。目前状况下，两桥墩开挖在Mohr-Coulomb准则中，Cf、为常量，其它边坡出露节理裂隙发育的强风化震旦系乐昌峡群(Z)符号意义同上。通过反复迭代，直至前后相邻2次算出收稿日期：2014—04—22修回日期：2013—04—23作者简介：董利军(1980一)，男(汉族)，河北井陉人，工程师，现从事工程勘察、灾害治理等相关工作。24西部探矿工程2014年第8期(b)图1边坡稳定性受

7、力分析图的稳定系数非常接近(或满足预设精度要求)为止，此表1边坡岩土体物理力学指标时的F即为特定滑面的稳定系数。3数值模拟分析3．1物理力学参数一边坡区出露岩土体主要为震旦系乐昌峡群(z)浅变质砂岩夹板岩，强一中风化；表层覆盖第四系坡积粉质黏土。在室内三轴压缩试验的基础上，确定寒武系强风化砂岩完整岩块的材料常数772=10．752、单轴抗压强度为=0．722MPa；弱风化砂岩完整岩块的材料系数取1．10．考虑到桥墩承台的开挖位置，其潜在滑动常数／IF／，：14．133、单轴抗压强度为，=3．965MPa。对面均在强风化层内部，选取两承

8、台处典型剖面：仙水河于地质强度指标G值的确定，主要依靠地质工程师1大桥ZK29+622．16测设线左14．5m处1—1剖面和根据岩体的岩性、结构和不连续面来观察评价的I4]。YK29+61O．16测设线右5．18m处2-