水岩体系中地下水效应与边坡稳定性研究.pdf

1999年12月 铁道工程学报 mc． 1 999 第4期(总64) JOURNAI，OFRAILwAYENGINEERINGSOclETY No4(s盯．64) 文章编号：1006—2106(1999)04—0086—05 水岩体系中地下水效应与边坡稳定性研究 钟声辉’ (铁道部第：勘洲设计院计划处， 成都610031) 攫要： 奉文从分析水岩体系中边坡穗定性的概念模型人手．探讨有地下水渗流效应的边破稳定性分析模 型．并结舍实倒进行边坡穗定性预报。 主曩词：水岩体系，地下水效应}边坡稳定性 中圈分类号： P641．2文献标识码A 多年来，不同学者对水岩体系中地下水诱发边 对于透水边坡，根据坡体地下水与潜在滑面地 坡失稳破坏的机制曾提出过多种解释，如孔隙水压 下水间的水力联系程度，可以将其分为图1a、b两 力、动水压力，浮力及重压作用等。然而，对每一种 种类型。 方式的深入研究却不多见，尤其是在这些解释中， 对边坡失稳破坏过程中地下水效应缺乏全面、深入 系统的分析，这也在一定程度上制约了水岩体系上 斜坡稳定性评价理论的发展。造成这种现象的原因 是多方面的，但轻视概念模型的研究不能不说是其 中的原因之一。本文拟从分析水岩体系中边坡稳定 性的概念模型人手，探讨有地下水渗流效应的边坡 稳定性分析模型，进而结合实例进行边坡稳定性的 图1边坡地下水系统 预报。 图1a所示，坡体地下水和(潜在)滑面(带)地 下水之间其有良好的水力联系并集中排泄。稳定性 评价时，应将固相骨架视为受力体。地下水对骨架 1地下水影响的边坡稳定性概念模 的作用力为动水压力和浮力两种体积力。 ‰ 圈1b所示，坡体地下水和(潜在)滑面(带)地 根据坡体是否透水．可将边坡分为隔水边坡和 下水之间缺乏统一的水力联系(或联系很差)，分属 透水边坡两大类。 于两个不同的系统。这时，地下水影响边坡稳定性 当潜在滑面和后缘拉裂缝充水时．坡体将承受 的主要方式是增重效应和动力压力。此时，静水压 力是地下水影响边坡稳定性的因素之～，但不一定 侧向静水压力(y)和垂直滑面的扬压力(U)两种面 力。F和r，的大小均受控于拉裂缝中的水柱高度是降低边坡稳定性的因素。 f^)．．这种模式主要出现于，当水库水位或河流水 根据年平均地下水与潜在滑面的关系，可将边 快速茴落时，由于后绦裂缝中的水不能及时排出的 坡分为饱水带边坡(图2a)和包气带边坡(图2b)两 情况下。 类。 ·啦穑日期1999一05～20钟声辉工程师劈1963年5月出生铁道都第二勘蔼设计抗计宝I经营姓计调室剐主任 万方数据 第4期 钟声辉：水岩体系中地下水效应与边坡稳定性研究 87 受浮力为尸!，动水压力为尸．、与水平方向的夹角为 屈．则第i个柱体作用于滑面上的正应力(口。)为： cos哦佴翟+P．sin卢，cosq—Ffcos吒 4一一———丐■———一 CoSm cos2啦(