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      基于有限差分FLAC3D坡角優(yōu)化

      2013-11-09 11:57:14安文博孫銀磊楊文舉
      山西建筑 2013年36期
      關(guān)鍵詞:坡角坡頂坡腳

      安文博 韓 雪 孫銀磊 楊文舉

      (1.黑龍江科技大學(xué)建筑工程學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150022;2.中化一巖,河北 滄州 061000)

      1 工程概況及地質(zhì)特征

      1.1 工程概況

      本工程為鶴崗市某邊坡,此一帶的地貌類型屬丘陵漫崗,由于切坡后未對其進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)處理,切坡作業(yè)影響范圍的巖土體發(fā)生了大面積的變形破壞:1)因植被揭除,坡肩至征地紅線范圍內(nèi)的坡頂面在坡面片流與溝流的侵蝕作用下已形成了大量的沖溝,變得支離破碎。2)邊坡坡面在應(yīng)力釋放與自身重力的作用下嚴(yán)重變形,形成上凸形邊坡。3)因崩塌、滑塌、沖刷作用形成的巖屑堆沿坡腳連續(xù)分布,在邊坡的南北兩個拐角處因崩塌作用形成了有一定規(guī)模的巖屑堆,在邊坡的北段和南段先后發(fā)生了較大型的滑塌。距邊坡北端143 m和距北端320 m處,各出露一個大型的集水溝,切坡作業(yè)加劇了季節(jié)性洪流對溝口處巖土體的沖刷侵蝕作用,溝壁巖土體大量崩塌。

      1.2 地層結(jié)構(gòu)巖性及地質(zhì)構(gòu)造

      該工程場區(qū)位于鶴崗盆地的南緣,主要為海相、海陸交互相和陸相沉積。在工程場區(qū),邊坡開挖出露的地層自上而下為:

      第①層,素填土:灰黃~灰褐色,局部灰色,以粘性土為主,局部為粗砂、礫砂,夾植物根莖,結(jié)構(gòu)松散。第②層,全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖:黃褐色、灰白色,局部灰色,風(fēng)化成粉砂、粗砂、礫砂為主,礦物成分由石英、長石組成,顆粒呈亞圓形,密實;部分風(fēng)化成土狀,硬塑,局部可塑。第③層,強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖:黃褐色、灰白色,局部灰色,風(fēng)化成中砂、粗砂狀,含泥質(zhì),局部風(fēng)化成土狀,屬極軟巖,為泥質(zhì)砂巖強(qiáng)風(fēng)化層。第④層,強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖:黃褐色、灰白色,局部灰色,風(fēng)化成土狀為主,夾較多粉砂、粗砂、礫砂顆粒,巖芯呈短柱狀,屬極軟巖,為砂質(zhì)泥巖強(qiáng)風(fēng)化層。

      2 模型建立

      2.1 有限差分法

      有限差分法源于20世紀(jì)40年代,其需要建立剛度矩陣,求出微分方程的“顯示解”。相對其他有限元原理來說,其能很好的解決大變形問題。有限差分原理為利用混合離散技術(shù)[1],對空間物體進(jìn)行劃分,劃分結(jié)果為無數(shù)個六面體單元,通過節(jié)點之間的連接[2,3],建立關(guān)系式以計算有限差分時程方程。計算過程見圖1。

      圖1 求解過程示意圖

      2.2 建立模型

      本邊坡坡高為H=15 m,以坡底標(biāo)高為±0 m,由于邊坡長度較長,選取y方向y=5 m進(jìn)行模型分析,轉(zhuǎn)化為平面應(yīng)變問題進(jìn)行分析。模型邊界條件:底部邊界固定,左右垂直邊界為約束水平位移。確定自重應(yīng)力場為邊坡應(yīng)力場。分析模型網(wǎng)格數(shù)目為32 000個,其基本模型如圖2所示。土層指標(biāo)如表1所示。

      圖2 邊坡分析及監(jiān)測點布置模型

      表1 土層指標(biāo)

      3 模擬分析

      3.1 邊坡失穩(wěn)判據(jù)

      邊坡穩(wěn)定的安全系數(shù),采取的失穩(wěn)判據(jù)評判標(biāo)準(zhǔn)不同,所得到的穩(wěn)定性結(jié)果差別可能很大。目前,對邊坡失穩(wěn)判據(jù)有三類:1)計算的收斂性;2)邊坡體內(nèi)塑性區(qū)的貫通性;彈塑性材料邊坡,其失穩(wěn)狀態(tài)可以認(rèn)為是塑性區(qū)發(fā)展,并且貫通形成為完全塑性流動狀態(tài),以致邊坡不能再承受荷載;3)特征部位的位移突變。根據(jù)劉金龍、李紅、婁一青、呂慶等[4-7]人的研究表明,上述三種情況有各自的適用范圍,在各自的適用范圍內(nèi),得出的結(jié)論接近實際情況。第一種方法,人的主觀性較大,收斂條件和迭代次數(shù)因人而異;第二種判別標(biāo)準(zhǔn),存在確定剪應(yīng)變幅值、非線性迭代次數(shù)及容許限值的問題,但不能改變邊坡瀕臨破壞時塑性區(qū)貫通的本質(zhì);第三種判別標(biāo)準(zhǔn)也是受迭代次數(shù)與容許限值的影響,但也不會改變邊坡破壞時位移突變的特性。

      3.2 結(jié)果分析

      當(dāng)坡角為40°時,計算該坡角的穩(wěn)定系數(shù)為Fs=1.30。其位移情況為在坡頂處位移最大,在坡腳處位移接近于0,結(jié)合位移來看在40°時,該邊坡的穩(wěn)定性較好。塑性區(qū)域,在標(biāo)高10.0 m~13.0 m處,底部巖性體都處于塑性狀態(tài),但是在標(biāo)高13.0 m以上,邊坡內(nèi)部出現(xiàn)塑性,坡體上下并無貫通,可以判定邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

      當(dāng)坡角為42°時,計算該坡角的穩(wěn)定系數(shù)為Fs=1.29,在坡頂處位移最大,在坡腳處位移接近于0,結(jié)合位移來看在42°時,該邊坡的穩(wěn)定性較好。該塑性區(qū)與40°的塑性區(qū)圖相對比,大約在標(biāo)高13.0 m處的坡體的塑性區(qū)與此標(biāo)高以上塑性區(qū)的距離縮小,但并未貫通,坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

      當(dāng)坡角為44°時,計算該坡角的穩(wěn)定系數(shù)為Fs=1.29。其位移情況為在坡頂處位移最大,在坡腳處位移接近于0,結(jié)合位移來看在44°時,該邊坡的穩(wěn)定性較好。在塑性區(qū)分布中,右下角的現(xiàn)在與過去的塑性區(qū)域縮小,而在高度13.0 m處與其以上的坡體內(nèi)塑性區(qū)距離縮小,說明隨著坡角的增加,右下角受力減小,而左上部分增大。

      當(dāng)坡角為45°時,計算該坡角的穩(wěn)定系數(shù)為Fs=1.28。位移在坡頂處最大,在坡腳處位移接近于0,結(jié)合位移來看在45°時,該邊坡的穩(wěn)定性較好,見圖3,圖4。與 40°,42°,44°相比較,標(biāo)高13.0 m以上的坡體內(nèi)部的塑性區(qū)在增大,右下角現(xiàn)在塑性區(qū)也在減小。塑性區(qū)并未貫通,邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

      圖3 坡角為45°時邊坡位移場

      圖4 坡角為45°時塑性區(qū)分布圖

      圖5 2號監(jiān)測點位移隨邊坡角的變化

      當(dāng)坡角為46°時,計算該坡角的穩(wěn)定系數(shù)為Fs=1.25。在坡頂處位移最大,在坡腳處位移接近于0,結(jié)合位移來看在46°時,該邊坡的穩(wěn)定性較好。其塑性范圍向左上延伸,標(biāo)高13.0 m以上坡體內(nèi)部塑性區(qū)的范圍進(jìn)一步擴(kuò)大,但并未貫通,坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)。對以上圖形綜合分析坡體位移情況。

      綜合圖5,圖6,2號監(jiān)測點隨坡角增大至45°時,監(jiān)測點位移增大,繼續(xù)增大坡角時,位移減小。而3號監(jiān)測點的位移變化情況為:隨坡角逐漸增大,上部位移增大,下部位移減小,從而得到坡體有發(fā)生相對運(yùn)動的趨勢。在坡角大于45°時,上部位移增大,而中間位移變小,坡體就有產(chǎn)生相對滑動的趨勢。因此綜上所述,邊坡角不宜大于45°。考慮經(jīng)濟(jì)問題,邊坡角不宜太小,其邊坡角宜為 40°~45°。

      圖6 3號監(jiān)測點位移隨邊坡角的變化

      4 結(jié)語

      經(jīng)以上FLAC3D模擬分析,可以得出以下結(jié)論:

      1)在一定范圍內(nèi),隨著邊坡角的增大,從模擬出的安全系數(shù)結(jié)果來看,安全系數(shù)逐漸減小,從而得到邊坡角的增大,降低了邊坡的安全系數(shù),削弱了邊坡穩(wěn)定性。

      2)從圖可知,邊坡沒有大的突變位移,塑性區(qū)并未貫通。綜合以上分析得出,以位移及塑性貫通區(qū)判據(jù)作為邊坡穩(wěn)定性的判別方法是可行的。

      [1]何滿潮,黃潤秋.工程地質(zhì)數(shù)值法[M].北京:科學(xué)出版社,2007.

      [2]金文佳.云南某露天礦巖質(zhì)邊坡結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究[D].昆明:昆明理工大學(xué),2011.

      [3]韓 雪.露天礦邊坡穩(wěn)態(tài)監(jiān)控錨索應(yīng)力場及設(shè)置間距分析[J].中國礦業(yè),2009,18(5):77-80.

      [4]劉金龍,欒茂田.關(guān)于強(qiáng)度折減有限元方法中邊坡失穩(wěn)判據(jù)的討論[J].巖土力學(xué),2005,26(8):1345-1348.

      [5]李 紅.有限元強(qiáng)度折減法邊坡失穩(wěn)判據(jù)[J].水利與建筑工程學(xué)報,2007,5(1):79-82.

      [6]婁一青,顧沖時.基于突變理論的有限元強(qiáng)度折減法邊坡失穩(wěn)判據(jù)討論[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報,2008,40(3):361-366.

      [7]呂 慶,孫紅月.強(qiáng)度折減有限元法中邊坡失穩(wěn)判據(jù)的研究[J].浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版),2008,42(1):83-87.

      [8]李新平.基于FLAC3D的改進(jìn)邊坡極限狀態(tài)確定方法[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2005,24(S2):5287-5291.

      [9]史秀志.基于FLAC3D的復(fù)雜條件下露天轉(zhuǎn)地下開采空區(qū)圍巖變形及破壞特征[J].中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2011,42(6):1710-1718.

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