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1、滑坡稳定性分析与安全系数取值研究第17卷第3期2006年9月中国地质灾害与防治学报TheChineseJournalofGeologicalHazardandControlVol.17No.3Sep.2006徐青,陈士军,陈胜宏(武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072)摘要:在地质灾害中,滑坡灾害分布最广、发生频率最高、危害最大,是我国地质灾害防治的主要对象。滑坡研究的主要任务之一是稳定性分析。论文针对三板溪水电站进水口滑坡和水布垭水电站大岩淌滑坡,分别采用刚体极限平衡法、块体单元法、有限单元法对稳定安全系数和条间推力分布曲线进行分析和比较,研究各
2、种方法的差异和计算精度,以及各种方法稳定安全系数的取值标准,希望为水利水电工程边坡设计规范有关有限单元法、块体单元法条目的编写和相应的允许安全系数取值标准的制定提供一定的参考。研究结果表明:1块体单元法计算的安全系数与刚体极限平衡法计算的安全系数可以采用相同的取值标准,而有限单元法计算的安全系数取值标准可适当降低;o块体单元法计算的条间水平推力、条间剪切力与刚体极限平衡法(尤其是Sarma法)计算的条间水平推力、条间剪切力非常相近,有限单元法计算的条间水平推力、条间剪切力较小;?分析方法、力学模型与参数取值应与安全系数取值标准相匹配。————————————————————
3、———————————————————————————关键词:地质灾害;滑坡;安全系数;刚体极限平衡法;块体单元法;有限单元法;三板溪滑坡文章编号:1003-8035(2006)03-0058-05中图分类号:P642122文献标识码:A31引言滑坡稳定安全系数是判断滑坡是否稳定及决定滑坡治理投资大小的一项重要指标,直接关系着工程的安全性、经济性与合理性。鉴于水利水电工程尚未制定滑坡设计规范,本文分别采用刚体极限平衡法[4,6~9]主体部分高程43010~57010m,体积约34万m。滑坡体地形高陡,坡度为32b~38b。滑坡体构成较为复杂,高程59210m以下主要为巨型块
4、石、碎石。高程59210~61310m为碎石夹粘土,块径约为015~110m,含量约为50%~60%。高程61310m以上具残余坡积物。基岩为凝灰质粉细砂岩,岩层产状为N31bE,SEN31b~42b。滑坡体与基岩之间的滑带为灰黄色可塑至软塑状粘土,厚度约为015m。距陡崖前缘25~30m有一条宽10~32m的高陡倾角断层破碎带。三板溪滑坡体狭长而单薄,滑面形状复杂。滑坡在天然状态下,地下水位位于滑动面以下,所以计算时没有考虑地下水的作用。表1为滑坡物理力学性质参数。———————————————————————————————————————————————212刚体极限
5、平衡法分析将主滑面上的滑坡体划分为20个条块(图1)。分别采用Sarma法、剩余推力法、改进剩余推力法对滑坡体的稳定性进行分析,强度储备安全系数的计算结果为:Sarma法计算的安全系数为1110807,剩余推力法计算的安全系数为1113809,改进剩余推力法计收稿日期:2005-04-06;修回日期:2005-10-27基金资助:水利部科技创新项目(合同编号SCX2003-21)。作者简介:徐青,女,(1965)),博士生,现从事环境工程与水工结构工程的研究工作。[包括Sarma法、剩余推力法(RTM)、改进剩余[10]推力法(RTMI)]、块体单元法(BEM)[5]、有限
6、单元法(FEM)对位于贵州省清水江上的三板溪水电站进水口滑坡和位于湖北省清江上的水布垭水电站大岩淌滑坡进行稳定性分析,并通过这两个滑坡工程实例的计算成果,分析比较各种方法的差异和计算精度。本文的结果可为水利水电工程边坡设计规范有关有限单元法、块体单元法条目的编写和相应的允许安全系数取值标准的制定提供参考。2三板溪滑坡稳定性分析———————————————————————————————————————————————211滑坡概况三板溪滑坡体分布于电站进水口右侧?号冲沟上游大支沟内。支沟上游边坡为一顺层坡面,下游边坡上部为一连续的NW向陡崖,滑坡体分布高程为37510~6
7、5710m,厚度为510~4010m,平均厚度为15120m,约44万m。其中,水库正常蓄水位(高程m33359算的安全系数为1110458。表1三板溪滑坡岩土体物理力学性质参数Table1PhysicalandmechanicalparametersoftherockandsoilbodyinSanbanxilandslide滑坡体滑带基岩天然重度弹性模量泊松比(kPa)(kNPm3)1910181026101000050005000000013501350135内聚力内摩擦角(kPa)(b)5010010160
