开挖与降雨作用下边坡失稳机理及模拟分析.pdfVIP

JournalofEngineeringGeology 工程地质学报 1004—9665／2012／20(1)一0037—07 开挖与降雨作用下边坡失稳机理及模拟分析术 肖 超① 金福喜① 刘海鸿② 张可能① (①中南大学有色金属成矿预测教育部重点实验室 地球科学与信息物理学院 长沙 410083) (②湖南交通规划勘察设计院 长沙 410083) 摘 要 边坡开挖和降雨通常是导致边坡失稳的重要原因。本文以湖南湘西山区某国道扩建开挖边坡为研究对象，基于现 场边坡监测结果和数值模拟分析 ，研究了在边坡开挖和降雨条件下坡体变形位移的过程。结果表明：边坡的破坏是一个渐变 的过程 ，不同的影响因素对边坡的影响不同。开挖切方是浅层坡体失稳 的诱发因素，开挖切方破坏 了坡体的应力平衡 ，使坡 体的应力重新分布，并在坡体中产生浅层的滑动面。雨水的入渗是坡体深层滑动面的诱发因素，雨水沿着裂缝渗入坡体，使 浅部滑动面上下土体的变形差进一步加大 ，进而产生浅层牵引式滑动破坏。同时雨水的入渗使碎石土和强风化页岩交界附 近产生高孔隙水压力，在水一岩土共同作用逐渐形成软化的滑带土，从而形成深层滑动面。 关键词 边坡开挖 雨水入渗 位移监测 数值分析 边坡稳定性 中图分类号：TU45 文献标识码：A MECHANISM oF SLoPE FAILURE AND NUMERICAL SIMULATIoN ANALYSISUNDER SLOPEEXCAVATION AND RAINFALL INFILTRATIoN XIAO Chao~ JINFuxi~ LIUHaihong~ ZHANG Keneng~ (① LaboratoryofMetaUogenicPredictionofNonferrousMetals，Min~tryofEducatoin，SchoolofGeosciencesandInfo．Physics，Central SouthUniversity，Changsha 410083) ((~HunanProvincialCommunicationsPlanning，SurveyDesignInstitute，Changsha 410083) Abstract Slopeexcavationandrainfallinfiltrationareoftenimportantfactorsaffectedslopestability．Inthispaper， therebuildingofHuNannationalhighwayisstudied．Basedonmonitoringdataandnumericalanalysis，theprocess ofslopedeformationisstudiedduringtheslopecuttingandunderrainfallconditions．Theresultsshow thattheslope failureisagradualprocess．Differentfactorscan influencetheslopestabilityandhavedifferentfunctionsin the process．Slopeexcavationistheincitingfactorwhichcanleadtothefailureofshallow slopebody．FortheslopeiS excavated，thestressbalanceoftheslopebody isdestroyed．Slopebodyhasaredistributed stressstate．Thenthe shallow slidingsurfaceisfomr ed．Therainfallinfiltrationistheincitingfactorleadingtothedeep slidingsurface． Therainfallinfiltratestheslopebodyalongcracks．Defomr ationdifferencecanincreaseonthebothsidesofshallow slidingsurface．Thenthepull-typelandslidecanbeemerged．Thehighporewaterpressureisintheinterfacebetween debrisandstrongweatheredshale．Th eslidingzoneisgeneratedundertheactionofwater—soilgradually．Conse