基于GEO-SLOPE软件地下水位变化下黑方台滑坡的稳定性分析.pptVIP

基于GEO-SLOPE软件地下水位变化下黑方台滑坡的稳定性分析 引言 由于黑方台的农业灌溉，造成灌溉水的下渗，人为改变了黑方台原有的水文地质条件，形成新的地下水补给条件，引起地下水位的变化，影响了边坡的稳定性。此次我们探究了地下水位变化对边坡稳定性的影响。通过使用GEO-SLOPE 软件进行地下水位这一单因素变化时黑方台滑坡的稳定性分析,得出边坡危险滑移面的最小安全系数、滑动面位置与地下水位的大致关系。 GEO-SLOPE软件介绍 SLOPE/ W应用极限平衡方法,能对复杂的土层和滑动面形状及多种孔隙水压力状况建立计算模型,对边坡进行稳定性分析。SLOPE/ W可以考虑地下水、土体裂缝、坡顶堆载等影响边坡稳定性的因素。根据岩土工程勘察资料提供的剖面图,确定研究区域的几何尺寸,建立几何模型。SLOPE/ W可以同时定义几个可能滑动面,来确定临界滑动面。 SLOPE/ W采用条分法,计算边坡的安全系数效率高,另外,该程序的可视图形化界面能够使我们直观的看到最危险滑动面、对应的滑动中心的位置和相应的安全系数。另外,对于稳定性不足的边坡,该程序提供了锚杆、挡土墙等支护方法,并可重新计算出经过治理以后边坡的安全系数,验证加固治理方案是否满足工程要求。 黑方台滑坡简介 黑方台位于甘肃省永靖县盐锅峡镇，地处黄河和湟水交会处的黄河左岸，其台缘从湟水入黄河口的湟水桥头至盐锅峡大坝，东西长约10.7km，南北宽约1—3km，台塬面积约13.7km2。由于黄河和湟水的切割，在地形上黑方台为一向偏东方向突出的半岛形台地，台面较为平坦，呈典型的黄土台塬地貌形态，台地高出周围地形约100—133m。 黑方台台塬之上从1963年刘家峡水库库区移民至此，大量开垦农田，开始从黄河提水灌溉农业，人为改变了黑方台原有的水文地质条件，形成新的地下水补给、迳流、排泄关系和地下水埋藏条件，导致台塬地面普遍下沉，边坡失稳，近十多年来经常发生滑坡、坍塌灾害。 计算模型的建立 1.模型尺寸：黑台台塬南部与Ⅱ级阶地的高差在100—133m之间，坡体上陡下缓，上部坡度40°左右，下部坡度20°—35°，平均坡度约35°左右，定义海拔1530为0点，模型尺寸为390m×130m。 2.地下水位线高程：含水层的底部边界为下伏粉质粘土层，根据钻孔数据表明粉质粘土层在滑坡后缘标高约9m,滑坡前缘两侧源边显示该粘土层顶部标高约7m。距离滑坡后缘110m处地下水埋深约26m,后缘地表标高54m,地下水位为28m。（参考文献：朱立峰、张新社、王根龙《基于地下水位响应的黑方台焦家滑坡稳定性分析》(中国地质调查局西安地质调查中心 西安 710054)）在模型中地下水位线前缘高程为92.5米，后缘高程为105米。 岩土体参数 3.滑动面的形状 模型图 利用SLOPE软件进行模型求解 1.原始地下水位下的模型求解 在初始地下水位条件下黑方台滑坡共有225条可能滑移面，最危险滑移面221# 2.地下水位线后缘高程抬升1.5m（H1=106.5m H2=92.5m）的模型求解 3.地下水位线前缘高程抬升1.5m（H1=105m H2=94m）的模型求解 计算结果分析 我们通过分别改变地下水位前缘或后缘高程，水位每抬升0.3m用SLOPE软件进行一次稳定性分析： 表1和图1反应了在保持地下水位前缘高程不变的情况下，地下水位 后缘高程与黑方台滑坡稳定性安全系数的关系。 表2和图2反应了在保持地下水位后缘高程不变的情况下，地下水位前缘高程与黑方台滑坡稳定性安全系数的关系。 地下水位抬升原因分析 黑方台为黄土台塬，属于黄河Ⅳ级阶地，台塬高出现代河床120—150多米。由于黑方台为一向偏东方向突出的半岛形台地，尤其是黑台，加上西边虎狼沟和北侧的磨石沟的切割，台地高出周围地形，基本上杜绝了周围地表水和地下水的补给。因此天然条件下大气降水是本区地下水的唯一补给来源。由于气候干燥，降水稀少，黑方台上部平均约40m厚的黄土层长期处于干燥状态，天然含水量一般小于10%。尽管黄土具有较强的渗透性能，但由于干燥的包气带黄土对水的大量吸收和大气蒸发，有限的降水很难通过巨厚的黄土包气带大面积入渗形成地下水。据西北水土保持研究所的观测资料表明，类似的这种条件下，大气降水在黄土层中的入渗深度仅为1.5—2.6m，只有通过垂直裂缝，落水洞等局部地段的通道，才有少量的大气降水入渗到黄土层底部或卵石层中形成地下潜水。因此，天然条件下黑方台地区的地下水非常贪乏。 那么引起地下水位抬升的水从哪来呢？ 通过查找相关资料我们发现，自黑方台安置库区移民以来，先后建成三处高扬程