管道位置对边坡稳定性影响的数值试验研究

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。管道位置对边坡稳定性影响的数值试验研究　　摘要：指出了在边坡防护工程中，通常需要铺设管道用于排水，人们往往对管道的放置便利性非常关注，却忽略了管道铺设位置对边坡稳定性的影响。为探究管道铺设的位置对边坡稳定性的影响，采用有限元强度折减法，通过GEO5软件对在同一边坡的不同位置安装管道边坡的安全系数进行了数值分析。试验结果表明：管道在边坡中放置的位置越高，

2、其对边坡天然重度的影响越大，会降低边坡的安全系数；管道在边坡中的位置越低，边坡的安全系数越大。因此，应尽量在下坡安装管道，有利于边坡的稳定性。　　关键词：有限元法；安全系数；边坡稳定性；滑坡防治；管道安装　　中图分类号：P694　　文献标识码：A文章编号：XX003　　1引言　　山体滑坡作为一种典型的地质灾害[1]，不仅严重危害了人民的日常出行和人造工程设施，同时也破坏和阻碍了我国的经济社会建设进程[2]。对边坡的稳定性进行分析可以预测山体滑坡的发生概率，进而采取相应的防治措施有助于减少人员伤亡和财产损失。为了充分发挥“教学点

3、数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　管道设施常常应用于边坡防护工程中的排水系统，城市中的污水排放系统，以及需要在边坡地下铺设管道的建设中，人们往往非常关注管道如何设置更加便利，却忽略了管道的铺设位置对边坡稳定性的影响[3

4、]。继而产生一个亟待解决的实际问题[4]，即在边坡中哪个位置铺设管道能够提高边坡的稳定性[3]？　　在众多分析边坡稳定性的方法当中，有限元法是数值分析法中的一个重要且相对成熟的方法，此方法可以给出岩体简化的应力、应变大小和分布情况，近似地根据应力、应变规律去分析边坡的变形破坏机制，从而掩盖了极限平衡法分析中将滑体视为刚体而过于简单的缺点，因此其具有很大的优越性和应用前景。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教

5、育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　有限元法是Courant于1943年首先提出的基于应用数学、现代力学及计算机科学的相互渗透、综合运用的边缘科学，1975年英国科学家Kiewicz提出在有限元法分析中用增加负荷或降低岩土强度的方法来计算极限负荷和安全系数；21世纪初，国内学者开始致力于有限元强度折减法在边坡稳定性分析中的研究及应用，随着计算精度的不断提高

6、，这种方法受到国内岩土工程界和设计部门的广泛关注。近年来，由于有限元强度折减法在计算中逐步削减材料的强度参数，能够在不假定滑动面的情况下直接给出工程上关心的安全系数，同时反映出边坡的渐进破坏过程，使得有限元法强度折减法广泛应用于边坡稳定性分析。随着计算机的发展，有限元强度折减法在建筑工程方面的应用进入了高速发展阶段。　　本研究基于Mohr-coulomb破坏准则，建立数值试验模型，应用有限元强度折减法研究管道铺设的位置对边坡稳定性的影响，寻找边坡中铺设管道的最佳位置。数值试验结果表明管道在坡面位置越低，边坡的安全系数越大。　　

7、2研究方法　　极限平衡法是建立在极限状态时的静力基础上，通过分析边坡各种破坏模式下的受力状态来评价边坡稳定性的一种方法。在实际工程中，极限平衡法得到了广泛的应用，目前在边坡稳定性分析中常用的极限平衡法有：瑞典圆弧法、Bishop法、简布法和Morgenstern-Price法等。极限平衡法分析边坡稳定性时，首先需要假定滑动面，即认为破坏沿着土体内某一确定的滑裂面滑动；然后根据静力平衡条件和Mohr-coulomb破坏准则计算出土体沿该滑裂面滑动的可能性，即计算安全系数；接着系统地选取多个滑动面并用同样的方法计算安全系数；最后，

8、从计算得到的安全系数中选取最小的安全系数，该安全系数对应的滑裂面即为最可能的滑裂面。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确