基于FLAC_3D_模拟和强度折减法的滑坡稳定性计算_桂蕾

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1、第１８卷第６期安全与环境工程Ｖｏｌ．１８Ｎｏ．６２０１１年１１月ＳａｆｅｔｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＮｏｖ．２０１１基于ＦＬＡＣ３Ｄ模拟和强度折减法的滑坡稳定性计算桂蕾，殷坤龙，翟月（中国地质大学工程学院，武汉４３００７４）摘要：滑坡稳定性分析是研究滑坡风险、监防工程的基础。本文以万州区金金子滑坡为例，通过对滑坡监测资料的分析及滑坡计算工况的选取，建立了该滑坡三维地质模型和地下水位模型，同时采用ＦＬＡＣ３Ｄ软件模拟并结合强度折减法的思想对该滑坡进行了稳定性计算，并将其计算结果与极限平衡法相比较，结果表明：基于Ｆ

2、ＬＡＣ３Ｄ软件模拟与强度折减法结合的滑坡稳定性计算简单可行，计算得到的滑坡稳定性系数略高于极限平衡法；但强度折减法折减系数有待加权取值以提高精度。关键词：ＦＬＡＣ３Ｄ；强度折减法；滑坡；稳定性分析；安全系数中图分类号：Ｘ４３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－１５５６（２０１１）０６－０００９－０６３ＤＬａｎｄｓｌｉｄｅＳｔａｂｉｌｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓＢａｓｅｄｏｎＦＬＡＣａｎｄＳｔｒｅｎｇｔｈＲｅｄｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅＧＵＩＬｅｉ，ＹＩＮＫｕｎ－ｌｏｎｇ，ＺＨＡＩＹｕｅ（ＦａｃｕｌｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉ

3、ｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｉｓｔｈｅｂａｓｅｍｅｎｔｏｆｌａｎｄｓｌｉｄｅｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｂｙｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｔｈｅｔｈｒｅｅ－ｄｉ－３Ｄｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｄａｔａ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｕｓｅｓＦＬＡＣａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｔｏｃａｌ－ｃｕｌａｔｅｔｈｅｓａｆｅｔｙｆａｃｔｏｒｓｏｆＪｉｎｊｉｎｚｉｌａｎｄｓｌｉｄｅｉｎＷａｎｚｈｏｕ

4、Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＣｉｔｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓｆｅａｓｉｂｌｅｂｅｃａｕｓｅｉｔｉｓｍｏｒｅｓｉｍｐｌｅａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｔｈａｎｌｉｍｉｔｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｍｅｔｈｏｄｔｈｏｕｇｈｉｔｃａｎｂｅｉｍ－ｐｒｏｖｅｄｂｙａｄｏｐｔｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅｄｕｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ．３Ｄ；ｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；ｌａｎｄｓｌｉｄｅ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ；ｓａｆｅｔｙｆａｃｔｏｒＫｅｙｗｏｒｄｓ：ＦＬＡＣ关注。目

5、前，滑坡稳定性分析主要有极限平衡法和［１，２］０引言数值计算方法两种方法，其中数值计算方法因克服了极限平衡法刚性理论的不足，得到了广泛应近些年滑坡灾害频繁发生，造成了严重的后果。用。随着计算精度的提高，滑坡稳定性计算已发展例如：２０１０年１月４日，巴基斯坦北部罕萨谷发生为数学算法与数值模拟技术的结合，其中强度折减山体滑坡事件，数个村庄和公路被掩埋或淹没；２０１０法则是近十年来才被引入的。目前强度折减法应用年６月２８日贵州安顺市岗乌镇出现降雨天气，强降到数值模拟（ＦＬＡＣ）中呈两种趋势：一是直接利雨导致该镇大寨组、永窝组山体滑坡，造成两个村民

6、［３］用，如陈星等对比了不同数值模拟软件强度折减组９９人被掩埋；２０１１年５月２１日马来西亚吉隆坡法下的边坡安全系数，史博等［４］、卢书强等［５］、陈立雪兰莪州乌冷一座孤儿院发生山体滑坡，孤儿院约伟等［６］对ＦＬＡＣ强度折减法进行了实际应用；二是２０名儿童惨遭活埋；２０１１年５月９日广西全州发生间接利用，如陈新泽等［７］讨论了ＦＬＡＣ３Ｄ强度折减山体滑坡，２１人被埋，其中１８名遇难；等等。［８］法在滑坡稳定性计算中的影响因素，欧湘萍等改滑坡因其多发性和严重性，倍受国内外学者的３Ｄ进了ＦＬＡＣ自带的强度折减法程序，使得模拟计收稿日期：２０１１

7、－０４－２９修回日期：２０１１－０５－２１基金项目：国家自然科学基金资助项目（４０８７２１７６）；中央高校基本科研业务费专项资金优秀青年教师基金项目（ＣＵＧＬ１００２１３）；教育部长江三峡库区地质灾害研究中心开放基金项目（ＴＧＲＣ２０１００８）作者简介：桂蕾（１９８６—），女，博士研究生，主要研究方向为地质灾害预测预报。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｎｇ２００５１２＠１２６．ｃｏｍ１０安全与环境工程第１８卷算更接近实际。本文在前人研究成果的基础上，以在给定的非线性迭代次数及限值条件下，最大位移万州区金金子滑坡为例，利用强度折减法的思想，以或不平衡力的残

8、差值不能满足所要求的收敛条件，３Ｄ数值模拟为平台，运用更为简洁直观的数据则认为边坡在所给定的强度折减系数下失稳破坏。ＦＬＡＣ处理手段，综合比较各种方法计算得到的滑坡安全（２）根据