裂隙岩体边坡渗流规律与稳定性分析.pdfVIP

_______________________________________________________________________________ 裂隙岩体边坡渗流规律及稳定性分析 江峰，卢正 （武汉工业学院土木工程系武汉 430023 ） 摘 要：从裂隙岩体边坡的渗流特征和渗流普遍规律出发，根据岩土力学、渗流力学以及工程地质 学的知识，建立数学模型，通过渗流数值模拟及稳定性分析，研究水位变化情况下岩体渗流场变化 规律以及对岩质边坡稳定性的影响。 关键词：裂隙岩体，渗流，数值模拟，稳定性分析 Seepage Law and Stability Analysis of Fractured Rock Slope Jiang Feng, Lu Zheng (Department of Civil Engineering, Wuhan Polytechnic University Wuhan 430023) Abstract: Based on seepage characteristic and seepage law, according to rock and soil mechanics, seepage mechanics, and engineering geology knowledge, numerical model was erected. Through numerical simulation, seepage process and stability of rock mass were studied under water head change. The effect of water head change on slope stability was analyzed. Key words: fractured rock mass, seepage, numerical simulation, stability analysis 1 引言 边坡地下水渗流对对边坡稳定有重要影响，特别对岩质高边坡而言，边坡岩体由于受风化、构 造及卸荷的作用，节理、缝隙相当发达，成为地下水流通道或贮水空间。存在于裂隙岩体中的地下 水一方面使岩体的物理力学性质发生变化，另一方面通过静水压力和动水压力作用使岩体引起劈裂 扩展、剪切变形和位移。 水库蓄水诱发边坡破坏较著名的如1959 年法国的Malpasset 拱坝在初次蓄水时就发生了溃坝。 同样的，1963 年 10 月9 日发生的意大利瓦依昂（Vaiont ）水库左岸也发生了大滑坡。瓦依昂双曲 拱坝坝高261.6m ，是当时世界最高的大坝之一。当水库蓄水至225.4 时，左岸山体突然下滑，体积 达2.7～3.0 ×108m3，滑速达28m/s ，水库中有5 ×107 m3 的水体被挤出，激起250m 高的巨大涌浪， 高 150m 的洪波溢过坝顶冲向下游，约有 3000 人丧生。该水库开始蓄水时，就发现左岸山体蠕滑 变形，但未引起水工人员的重视，随着库水位抬高，滑动面上空隙水压力加大，从而导致整个山体 下滑。 在我国也有类似事故发生如 1961 年3 月湖南资水柘溪水电站的近坝库岸滑坡，发生于震旦系 板溪群砂质板岩中。由于水库蓄水，使库岸边坡受空隙水压力作用而失稳。滑坡体倾入水库中产生 的涌浪溢过坝顶冲向下游，造成生命财产的严重损失。 为了对裂隙岩体边坡渗流和稳定性进行分析，本文采用有限元数值解法把渗流问题转化为求剩 余问题，再经过离散化得到计算格式的解，最终达到对岩质边坡渗流进行数值模拟的目的。 2 裂隙岩体渗流数学模型及稳定性分析方法 对于地下水渗流来说，岩土—水这个体系是处于不停的变动状态，物质和能量不断转换、转移， _______________________________________________________________________________中国科技论文在线 他涉及到物理变化的许多并发过程。即使我们知道整个时期内所出现的许多变化过程，但瞬间出现 的一些过程却很难察觉。要研究这一体系的规律非常复杂，因此，在讨论某一特殊问题时，可以忽