工程性地面沉降对边坡稳定性影响的数值分析.pdf

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1、!!"#!研究与探讨工程性地面沉降对边坡稳定性影响的数值分析孔不凡庞士顺（安徽宏源电力设计咨询有限责任公司，安徽合肥230081）摘要：借助geo-slope计算软件，分析在考虑土体参数、体自身重量与附加荷载的比值变大，边坡则受自身影响更大，边坡外形等情况下，工程性地面沉降对边坡稳定性的影响，并而建筑荷载的影响就相对较小，所以在天然重度达到21KN/m3通过因素敏感性分析，研究地面沉降因素对边坡稳定性影响时，两种边坡的安全系数几乎相同。大小情况。（2）粘聚力的影响关键词：工程性地面沉降；稳定分析；敏感性分析根据

2、土质边坡实际情况，分析粘聚力的变化范围为6～30kPa之间。取9组数据分析。经过计算，边坡安全系数与土前言体粘聚力有着正比例关系，随着粘聚力增加，安全系数也增边坡的稳定性问题一直是岩土工程领域的一项重要研究加。在粘聚力比较小的时，两种情况下的边坡安全系数没有多课题，众多专家学者对其进行过深入的研究，边坡失稳不仅会大差别，但是随着粘聚力的增大，两者相差开始明显。常理来给当地带来重大的经济损失，甚至还会引起严重的人员伤亡。说，线下边坡的安全系数应该低于沿线边坡，但是这种差别在近些年来，随着社会经济的发展，人类活动的

3、强度得到较大提粘聚力小的时候没表现出来。这是因为，地面沉降作用在线下升，工程性建设往往会引起地面的不均匀沉降，简称工程性地边坡坡顶位置，会引起整个坡体形成挤压，但此时颗粒间摩擦面沉降，工程性地面沉降不仅仅会影响自身的安全和使用功力较大，摩擦力对抗剪强度的贡献也较大，相对来说粘聚力对能，还会对周围边坡稳定性造成影响。抗剪强度的贡献就较小，所以此时两种边坡安全系数相差不1边坡稳定性影响因素分析大。随着粘聚力的增加，土体工况也变好，地面沉降下的隆起边坡稳定性影响的自身因素很多，并且各个因素间有着效应也愈加明显，因此沿

4、线边坡的稳定安全系数会比线下边复杂性、不确定性和相互作用性的特点，比如：边坡自身的地坡的稳定安全系数大。形地貌、边坡的土体特征、地下水环境、岩土体结构面、地震等（3）内摩擦角的影响各方面。土体内摩擦角的取值范围在10～30°之间，取10组数引起工程性地面沉降的原因有多种，各种工程建设都会据分析。经过计算，边坡安全系数随着土体内摩擦角增大而逐产生地面沉降，如基坑工程、建筑工程、电力工程等。根据有效渐增大，近乎是一种直线型的增长关系，而且两种边坡的曲线应力原理知道，附加应力为有效应力和孔隙水压力之和，土体几乎平行，

5、总体上相差不是很大。的变形只受到有效应力的影响。随着孔隙水压力的逐渐消散，3.2边坡几何外形对稳定性的影响有效应力的逐渐增加，从而引起地基土的逐渐变形，进而引起（1）不同坡高的两种边坡稳定性计算地面沉降，因此为简化分析，工程性地面沉降可简化为竖直方在设定坡高参数的时候，所有工况均设为二级边坡，且每向位移。阶边坡间平台宽度为2m。两级坡比分别为1.5、1.75。安全系2模型的建立数计算结果如下：本文在计算时，考虑两种情况：一种是沉降作用在坡脚位置处，简称为“沿线边坡”，另一种情况是沉降作用在坡顶位置处，简称“线下

6、边坡”。地面沉降影响下边坡稳定性的分析主要是采用Geoslope软件中的slope/W模块]。它采用极限平衡法计算出安全系数，安全系数最终值通过Mongensternprice法来确定。2.1计算模型计算模型中，边坡初始高度设定为22m，二级边坡，初始坡比分别为1：1.5、1：1.75。边坡土体参数初始值为：天然密度为18KN/m3，粘聚力为10KPa，内摩擦角为20o；地基基础的天然重度为22KN/m3，粘聚力为18KPa，内摩擦角为24o；模拟图3边坡安全系数随坡高变化关系曲线边坡荷载为60KN/m3，按边

7、界距离为2m来计算分析。计算时只由图3可以看出，边坡安全系数与坡高呈线性负相关的考虑沉降对边坡稳定的影响，不考虑基础尺寸的影响。建立沿关系，随着坡高的升高，安全系数逐渐降低。两种曲线近似平线边坡和线下边坡的计算模型，如图1、2所示。衡。对沿线边坡，坡高从14m到26m，安全系数由1.186下降到0.962，降幅达18.8%；对线下边坡，安全系数由1.119下降到0.933，降幅为16.6%。（2）不同坡比的两种边坡稳定性计算在研究坡比的影响时，两种边坡的安全系数计算结果如图4所示。图1线下边坡计算模型图2沿线边

8、坡计算模型2.2结果及分析通过Sigma/W计算可知，在边坡初始状态下，不考地面沉降作用时的安全系数为1.129，考虑地面沉降作用时“沿线边坡”安全系数为1.122；“线下边坡”安全系数为1.057。可以看出，对沿线边坡来说，地面沉降并没有直接作用在坡体上，所以对边坡的影响很小。而对线下边坡来说，地面沉降直接作用图4边坡安全系数随坡比变化关系曲线于坡顶上面，相当于对坡顶施加附加荷载作用