地下水对碎石土类边坡稳定性影响分析

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1、万方数据第19卷第3期208年9月地质灾害与环境保护JournalofGeologicalHazardsandEnvironmentPreservationV01．19。No．3September2008文章编号：1006--4362(2008)03一0042一05地下水对碎石土类边坡稳定性影响分析朱向东，尚岳全(浙江大学建筑工程学院，杭州310027)摘要：在碎石土类边坡中常常发育地下水管网渗流系统，他们控制地下水水位上升，对保持边坡稳定十分重要。当坡脚开挖或坡体堆载时，会破坏管道状地下水排泄系统，从而导致地下水水位升高。使潜在滑面上的孔隙水压升高，最终导致滑坡的发生

2、。本文综合分析了滑坡与水相互作用机理，并以官家滑坡为例，通过对滑坡稳定性计算中与地下水有关的各因素敏感性分析，发现地下水位变化对}L隙压力比、水头高度和水力坡度的影响极大的影响了碎石土边坡的稳定性；通过官家滑坡极限状态的塑性变形发现，碎石土边坡的变形破坏往往是在部分脆弱部位，通过长期蠕变积累首先展开，并逐渐扩展至整个滑面。由此得到在滑坡稳定性计算中，强度参数按照饱水面积比影响下经衰减的数值进行计算，所得到的稳定性系数更符合工程实际现状，对滑坡剩余推力的计算和治理设计具有积极的指导意义．关键词：碎石土边坡I地下水；管网渗流系统；敏感度l强度参数；饱水面积比中图分类号：P6

3、41．13文献标识码：AO前言在各种边坡变形破坏的影响因素中，地下水活动往往是大量滑坡发生的直接原因，也是最复杂和变化最频繁的影响因素，据统计，80％～90％的滑坡破坏与水有关。目前很多学者已经就地下水对边坡稳定性的影响方式和作用机理进行了多方面的研究工作‘1～引。浙江省地处我国东南沿海，降雨丰沛，在进行高速公路施工过程中，由于坡体的开挖，导致大量堆积类滑坡的产生，在这些滑坡中，有相当多的碎石土滑坡。碎石土边坡中通常发育有稳定的管网渗流系统‘4~6]，而且地下水的这种管网状渗流特性对控制地下水位上升，导致边坡变形失稳具有关键作用。如瓯青公路小旦滑坡，就是小规模坡脚开挖引

4、发坡体内管网渗流系统失效，造成地下水位上升，引发大规模坡体失稳。同时，由于碎石土类边坡物质组成的特殊性，碎石土类边坡在地下水作用下的失稳常具有间断性复发特征，如龙丽高速公路官家滑坡在坡脚开挖后的多次复发失稳。目前国内外在碎石土类边坡中，地下水对稳定收稿日期：2008—02—18改回日期：2008—06—04性的具体影响方面研究甚少。本文以典型的碎石土滑坡——龙游官家滑坡为例，对官家滑坡多次失稳的原因进行分析，并进一步探讨碎石土边坡中地下水对滑坡稳定性的影响。1滑坡与水相互作用机理地下水与滑坡相互作用从作用类型上可分为：物理的、化学的和力学作用[7]。水对滑坡岩土体的物理

5、作用表现在润滑、软化和泥化作用以及结合水的强化作用。滑带在地下水润滑作用下剪应力效应增强，滑体沿滑面产生剪切运动；泥化和软化作用主要表现在降低滑带的力学性能；对于包气带土体来说，土体处于非饱和状态，其中的地下水处于负压状态，为结合水，按照有效应力原理，一旦包气带土体出现重力水，土体性能就会被弱化。化学作用主要是通过地下水与岩土体之间的离子交换、溶解作用、水化作用、水解作用、溶蚀作用、氧化还原作用、沉淀作用及渗透作用语而产生的。力学作用主要通过孔隙静水压力和空隙动水压力作用对岩土体的力学性质施加影响。万方数据第19卷第3期朱向东、尚岳全：地下水对碎石土类边坡稳定性影响分析

6、43从滑坡稳定性来看，水与滑坡的作用可分为两类，一是减少抗滑阻力，一是增加下滑力。当滑坡中土体未达到饱和时，含水量的增加会导致滑坡体吸水增加容重，非饱和土随含水量增加而强度降低，以及滑坡体中的非稳定渗流的开始；降雨的人渗在坡体内形成暂态饱和区和暂态水压力，导致边坡非饱和区基质吸力降低邛]。当滑坡中局部土体达到饱和时，饱和土体的强度因有效应力的降低而显著下降。当滑坡中局部土体达到饱和时，滑坡体内自由水增多，饱和渗流产生，渗流强度显著增强。有时这种渗透力可能相当强大，极大的削弱滑坡的稳定性。随着饱和土体水位的上升，滑坡稳定性将大幅下降。含碎石的土质边坡中往往形成管网状地下水

7、排泄系统。此类边坡坡脚开挖或坡体堆载的条件下，会产生两方面的作用，一是直接改变边坡的稳定性，二是改变地下水的渗流条件。当这些作用引起局部坡体破坏后，常常导致地下水管网渗流系统的破坏，使边坡的地下水位明显提高，增加潜在滑面上的孔隙水压力，降低坡体的稳定性，导致滑坡变形失稳‘“。浅土黄色，稍湿～湿，松散一稍密。碎石含量50％"--60％，粒径4～10CITI居多，呈棱角状，少量次磨圆状；其余为粉质粘土及少量角砾。(3)中风化晶屑凝灰岩晶屑凝灰结构，块状构造。节理裂隙较发育，岩石风化较弱，完整性较好。2．2官家滑坡变形破坏过程龙游官家滑坡地形上