1、水利工程邊坡穩(wěn)定性研究水利工程邊坡穩(wěn)定性研究 水利工程邊坡穩(wěn)定性研究水利工程邊坡穩(wěn)定性研究 劃邊坡形態(tài)規(guī)模與變形機理分析1邊坡的形態(tài)規(guī)模 2邊坡變形機理分析 穩(wěn)定性分析1邊坡計算模型對重慶市金佛山水利工程壩址區(qū)左岸巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性采用有限元強度折減法,分析天然、開挖、加固狀態(tài)的邊坡穩(wěn)定性。飽和狀態(tài)模擬開挖前后遇強降雨的土體飽和情況,加固之后考慮開工期和蓄水期兩種情況。據(jù)王豪杰,等2提出的邊坡簡化計算方法和陳錦璐,等3在網(wǎng)格、邊界條件對有限元計算結(jié)果的影響分析研究,將邊坡剖面簡化并劃分網(wǎng)格,如圖3。2計算參數(shù)構造模型采用摩爾庫倫屈服準那么,采用非關聯(lián)流動法那么(剪脹角=0)。屈服準那么假定:作用

2、在某一點的剪應力等于該點的抗剪強度時,該點發(fā)生破壞,剪切強度與正應力呈線性關系。摩爾庫倫模型是基于材料破壞時應力狀態(tài)的莫爾圓提出的,破壞線是與莫爾圓相切的直線,強度準那么為:=c-tan(1)式中:為剪切強度;為正應力;c為材料黏聚力;為材料內(nèi)摩擦角。相應的計算參數(shù)見表1。3失穩(wěn)破壞斷定準那么目前,判斷邊坡失穩(wěn)破壞的標準通常包括:有限元數(shù)值計算的不收斂、塑性區(qū)的貫穿、廣義剪應變的貫穿等4。呂慶,等5認為在小應變假設中用數(shù)值計算不收斂作為判據(jù),但是,計算不收斂的原因比較多,如荷載過大,計算單元有奇異等。因此,以此為判據(jù)適用范圍有一定的限制。欒茂田,等6建議采用塑性應變貫穿作為判據(jù),以此作為判據(jù)時

3、主觀因素占很大成分,未排除彈性塑性應變的影響,破壞界限比較模糊。分析邊坡失穩(wěn)破壞的主要特征可知,不管其內(nèi)部的變形機理是廣義剪應變還是塑性應變,其最終結(jié)果是產(chǎn)生位移,位移是邊坡內(nèi)部作用的外在表現(xiàn)。滑動主要是由剪應變和位移造成的。隨著強度參數(shù)的不斷折減,邊坡上的位移矢量和剪應變不斷向坡腳處增大,因此,以坡頂特征點位移突變?yōu)槭Х€(wěn)判據(jù),意義明確,界限明晰。4計算結(jié)果分析 鑒于上述分析,建議去除表層強風化、強卸荷巖體,開挖坡度應小于外傾構造面的最小傾角并保護好開挖面,及時錨噴支護。巖質(zhì)高邊坡的上部還存在韓家店組(S2h)的頁巖,以黏土礦物為主,抗風化才能差。在天然含水量的情況下新穎巖石層面結(jié)合尚牢,遇水

4、軟化,濕水后易崩解。因此,建議上部采用10cm厚混凝土噴錨支護,下部有寬張裂隙帶J2,是巖體風化和卸荷的產(chǎn)物,有方解石填充,采用錨桿錨固,并用自密實混凝土填充,保證巖體的完好性,防止此卸荷裂隙擴張。加固后邊坡采用簡化計算方法,在加固區(qū)域分別采用進步巖體強度指標以代替加固區(qū)域的強度參數(shù),根據(jù)工程經(jīng)歷,加固區(qū)巖體強度參數(shù)進步20%。加固后邊坡天然和飽和含水狀態(tài)平安系數(shù)分別為1.85和1.78,均比未加固時有明顯進步,加固效果顯著。結(jié)論從邊坡形態(tài)規(guī)模、變形機理及平安性方面,對金佛山左岸巖質(zhì)高邊坡進展了分析評價,得出以下結(jié)論。1)邊坡前緣的強風化、強卸荷巖體屬潛在不穩(wěn)定塊體,建議去除表層強風化、強卸荷巖體,開挖坡度小于外傾構造面最小傾角并保護好開挖面、及時錨噴支護;弱卸荷帶以內(nèi)巖體受卸荷作用影響小,完好性和穩(wěn)定性較好,邊坡現(xiàn)狀整體穩(wěn)定,發(fā)生大規(guī)模破壞可能性極小。2)左岸巖質(zhì)高邊坡是一個深層、順層、復合機制成因的潛在滑坡,下部為順層牽引-塑流性質(zhì)、上部為壓致拉