基于抗剪强度折减法的边坡稳定性分析_陈俊新.pdf

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1、基于抗剪强度折减法的边坡稳定性分析陈俊新（福建地矿建设集团公司，福州３５０００２）摘要：结合某边坡工程实例，利用有限差分软件ＦＬＡＣ，建立平面应变二维数值模型，基于抗剪强度折减法原理，分别对该边坡在锚杆加固前后的稳定性进行了数值计算分析。结果表明，在天然状态下，该边坡处于稳定状态，但在强降雨条件下（饱和状态），则存在失稳的可能；而在锚杆加固后，两种状态下的边坡安全系数均能大于工程设计要求值１．２５，且潜在的滑动面也基本消除。关键词：抗剪强度折减法；边坡稳定；安全系数；数值分析；锚杆加固中图分类号：Ｐ６４２文献标识码：Ｂ文章编号：１００４－３１５２（２０１６）０

2、４－０４６４－０３式中：ｃ、ｃ′分别为折减前后的黏聚力，ｋＰａ；φ，φ′１引言分别为折减前后的内摩擦角，°；Ｋ为折减系数。计算开始时折减系数Ｋ值较小，使边坡处于弹边坡工程的稳定性研究一直是岩土工程的热性平衡状态，接着，不断增大折减系数Ｋ值，折减后点。边坡在失稳后，往往会给人民群众的生命财产的ｃ′、φ′则逐渐减小，直到边坡体达到临界破坏状安全及工程建设造成重大的危害。为防止地质灾害态，即直到边坡的稳定安全系数降为１。此时的折的发生，在边坡工程设计时，需要对边坡的稳定性进减系数即为原边坡体的稳定安全系数，即岩土体的［１］行评价，计算边坡的安全系数。目前，边坡稳定性

3、实际抗剪强度指标值与折减至临界状态时虚拟抗剪［１－５］分析方法较多，有极限平衡分析法、块体理论法、强度指标的比值。赤平极射投影法，以及数值计算法。最常用的是极限平衡分析法，包括瑞典圆弧法、Ｂｉｓｈｏｐ法、Ｊａｎｂｕ３工程概况法等等，但该法将坡体假设为刚体，不能真正计算土体的弹塑性变形，且需事先假定边坡的滑动面。数建宁县客坊乡里源小学后山属构造剥蚀低山丘值计算方法能够克服该不足，考虑土体的弹塑性本陵地貌，山体坡长约１００ｍ，坡高约５０ｍ。植被不构关系。在数值计算分析中，通常采用强度折减法发育，主要为毛竹、茶树、杂草等，山坡坡度２５°～来分析边坡的稳定性，相对于极

4、限平衡分析法，强度３５°，坡脚因里源村居民房和公路的开挖建设，坡度折减法无需假定滑动面的位置及形状，具有很大的达６５°以上，开挖边坡高度５～１２ｍ。优势。该灾害点西南方向坡脚建有２层居民房，砖混结构，基础埋深约０．５ｍ，居民房南侧紧临一条东西２抗剪强度折减法原理向的乡村公路，宽约３．５ｍ；西侧坡脚为谢氏宗祠，木质结构，基础埋深约１ｍ。该边坡目前处于基本［６］抗剪强度折减法是将边坡中岩土体的抗剪强稳定状态。但在强降雨的持续作用下，边坡可能诱度指标ｃ、φ，分别除以一个大于１的折减系数Ｋ，见发新的滑坡、崩塌等地质灾害，掩埋坡脚建筑物和乡式（１）、式（２），得到一个折

5、减后的虚拟的抗剪强度指村公路，造成人员伤亡和交通阻塞，甚至威胁里源小标ｃ′、φ′，代替原来的ｃ、φ重新计算。学的生命财产安全。ｃｃ′＝（１）据地质钻探揭露，滑坡区岩土体类型自上而下划Ｋ分为坡积成因的①粉质粘土、残积成因的②残积砂质－１（ｔａｎφ）（２）φ′＝ｔａｎＫ粘性土，下伏基岩为震旦系丁屋岭组变粒岩，其中：收稿日期：２０１６－０４－２５修回日期：２０１６－０５－０３作者简介：陈俊新（１９８２－），男，工程师，研究方向为岩土工程勘察、地质灾害评估与边坡支护设计。第４期陈俊新：基于抗剪强度折减法的边坡稳定性分析４６５ｄｌ）：棕红色，湿，可塑，以粉粒、粘分布，厚

6、度变化较大，层厚１．９０～１５．０ｍ。①粉质粘土（Ｑ粒为主，湿水可搓土条，粘感、滑感均较好，土质较均④碎块状强风化变粒岩（Ｚ１ｄｎ）：灰褐色，原岩一，干强度中等，韧性中等，可见植物根茎，系坡积成组织结构已大部分破坏，岩芯呈碎块状，裂隙很发因。该层大部分场地均有分布，层厚１．８０～３．９０ｍ。育，岩体极破碎，岩石基本质量等级为Ｖ，碎块锤击ｅｌ）：黄褐色，原岩组织结声哑易碎，手掰不断，无法干钻。该层全场地均有分②残积砂质粘性土（Ｑ构已完全破坏，粒径大于２ｍｍ的颗粒含量占１０％布，厚度变化较大，层厚０．８０～１４．０ｍ。以上，岩芯呈土状，具可塑性，手捏易散，湿水易分

7、⑤中风化变粒岩（Ｚ１ｄｎ）：灰色，灰绿色，具变质解，尚可干钻。该层主要分布在斜坡地带，层厚２．１０特征，中薄层状，岩芯呈短柱状、柱状，夹有少量块～９．８０ｍ。状，岩芯长度５～１２ｃｍ，裂隙发育－较发育，岩体破③砂土状强风化变粒岩（Ｚ１ｄｎ）：灰褐色，原岩碎－较破碎，ＲＱＤ＝２０％～５０％，岩石基本质量等级组织结构已大部分破坏，岩芯呈砂土状，手掰可断，为ＩＶ，岩质坚硬，锤击声脆。该层全场地均有分布，夹有少量碎块状，裂隙很发育，岩体极破碎，岩石基最大揭露厚度１１．４０ｍ。本质量等级为Ｖ，干钻困难。该层大部分场地均有典型的工程地质剖面图如图１所示。图１典型工程地质剖

8、面图４模型的建立根据图１剖面图建立了边