渗流作用下边坡自稳临界高度计算-长江科学院.PDF

　 第３０卷第１０期 长　江　科　学　院　院　报 Ｖｏｌ．３０　Ｎｏ．１０　　 　　２０１３年１０月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｏｃｔ．２０ １３　 　 　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－５４８５．２０１３．１０．０１１ ２０１３，３０（１０）：５４－５７ 渗流作用下边坡自稳临界高度计算 １ ２ １ ３ 杨育文 ，周志立 ，蒋　涛 ，詹　平 （１．武汉市测绘研究院，武汉　４３００２２；２．湖北省水利水电科学研究院，武汉　４３００７０； ３．武汉大学 城市设计学院，武汉　４３００７２） 摘要：大多边坡中存在地下水，渗流是影响边坡稳定性的关键因素之一。由经典的土力学理论，在存在地表超载和 地下水渗流情况下，推导出了计算岩土体自稳临界高度的一系列公式，扩展了经典的计算公式应用范围，证明了地 下水渗流不改变边坡潜在滑动面的位置但减少了岩土体自稳临界高度。研究成果可用于自然边坡、填土边坡、堤 坝边坡、已知滑动面的滑坡、基坑开挖边坡的稳定性评价。 关　键　词：边坡；自稳性；临界高度；渗流分析；流网 中图分类号：ＴＵ４１３．６２　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１－５４８５（２０１３）１０－００５４－０４ 下，对经典理论和方法加以完善。本文假设边坡底 １　问题的提出 部以下能保持岩土体稳定，边坡底部以上岩土体进 入塑性极限状态，滑动面为平面，结合渗流分析理 地下水是影响边坡稳定关键性因素之一，一次 论，推导出岩土体边坡的自稳临界高度计算公式，并 集中暴雨就能诱发大量滑坡。据统计，湖北省 应用于实际工程中。 １９７５—２００２年共发生滑坡２１２次，其中５—９月降 ［１］ 雨充沛期间发生的滑坡占全年总次数的７９％ 。 江河水位上涨或骤降，也容易引起堤坝边坡失稳。 ２　边坡自稳临界高度 另外，武汉地区基坑开挖过程中，大部分基坑坡滑塌 如图１所示，一高度为ｈ、坡角为 的岩土边 β 事故是由地下水引起的。目前常用的评价和预测边 坡，潜在滑动面ＡＣ为平面，ＡＣ与水平方向夹角是 坡稳定性的方法，包括定性分析方法（如地质分析 ，岩土体重度为 ，抗剪强度指标为ｃ，，坡底以下 α γ φ 法、工程地质类比法、图解法等）和定量计算方法 岩土体稳定。假设岩土体达到稳定临界状态，高度 （如极限平衡法、数值模拟方法［２］等），这些方法都 ｈ变成ｈ，根据上界定理可以得到边坡自稳临界高 ｃｒ 有不同的优缺点。早在１８６６年，Ｃｕｌｍａｎｎ根据力的 ［５］ 度 为 ［３］ 平衡条件推导出边坡临界高度计算式 ，是分析边 ２ｃ ｃｏｓ