暗穴环境下非饱和黄土边坡稳定性分析.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2014／22(3)-0366—06DOI：10．13544／j．cnki．jeg．2014．03．003暗穴环境下非饱和黄土边坡稳定性分析李喜安①黄润秋②李荣建③李亮①(①长安大学地质工程与测绘学院西安710054)(②地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059)(③西安理工大学岩土工程研究所西安710048)摘要黄土暗穴在水土流失方面作为一种独特的侵蚀方式，往往会威胁到建设在非饱和黄土层之上的公路边坡稳定性。基于考虑基质吸力的强度折减有限元程序

2、，本文通过开展不同位置暗穴、单双暗穴和基质吸力赋存与丧失等条件下边坡稳定性的对比研究，着重对影响边坡稳定性的暗穴、基质吸力等因素进行了研究。研究结果表明，当暗穴接近地表时由于存在一定的减载效应而利于坡体的稳定，而当暗穴接近边坡坡脚时则成为黄土边坡稳定性的不利因素，在边坡底部存在的双暗穴明显削弱了边坡的稳定性；基质吸力使得非饱和黄土边坡安全系数增大，潜在滑动面变深，反之则使安全系数减小，潜在滑动面上移；基质吸力的丧失或减小以及暗穴的削弱作用使得潜在滑动面位置变化较大。关键词黄土边坡稳定性基质吸力暗穴中圈分类号：TU43文献标识码：AFEMSTABI

3、LITYANALYSIS0FL0ESSSLOPEWITHTUNNELINGERoSIoNuXian①HUANGRunqiu②LIRongjian③LILiang①((!)CollegeofGeologyEngineeringandGeomatics，ChanganUniversity，Xian710054)(~StateKeyLaboratoryofGeo—hazardsPreventionandGeo—environmentProtection，Chengdu610059)(~InstituteofGeotechnicalEngineering

4、，XianUnive~ityofTechnology，Xian710048)AbstractThetunnelingerosionisnotonlyauniquemodeofsoilerosion，butalsousuallyanimpo~antfactortothestabilityofthehighwayslopesofunsaturatedloessintheloessplateau．BasedonthedevelopedprogramofthestrengthreductionFEMwithmatricsuction，thispaperc

5、omparativelystudiesthediferentcasesoftheunsaturatedloessslopestabilities．Theresultsrevealthepossibledifferenteffectsonthestabilityofunsaturatedloessslopebyerosiontunnelingaswellasmatriesuction．Theresultsindicatethatwhentheiroccurrencenearstheslopecrest，thetunnelerosionsprefer

6、tomaintainthestabilityoftheslope．Onthecontrary，whentheiroccurrencenear8theslopetoe，thetunnelerosionsprefertoreducethestabilityofslopeespeciallyasthetunnelingisserious．Theresultsalsoindicatethatthesafetyfactoroftheunsaturatedloessslopeincreasesandthepotentialslidingsurfacemove

7、sdownwardwhenthematricsuctioniSconsidered，whilethesafetyfactoroftheunsaturatedloessslopedecreasesand收稿13期：2013—06—07；收到修改稿日期：2014—03-14．基金项目：国家自然科学基金项目(41172255，11072193)，中国博士后科学基金资助项目(20100481354)和地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放资金(SKLGP2012K028)资助．第一作者简介：李喜安，男，博士，教授，主要从事黄土地质灾害方面的教学与科

8、研工作．Email：dclixa@chd．edu．cn370JournalofEngineeringGeology工程地质学报2014缘