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      甘肅康縣某滑坡暴雨入滲條件下穩(wěn)定性綜合分析

      2017-05-22 19:51:28張文棟王聯(lián)兵
      西部資源 2017年2期
      關(guān)鍵詞:數(shù)值模擬

      張文棟+王聯(lián)兵

      摘 要: 本文以甘肅省康縣燕子河右岸某堆積層滑坡為例,采用穩(wěn)定性計(jì)算與有限元數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對(duì)暴雨入滲條件下坡體位移明顯增大、穩(wěn)定性系數(shù)大幅降低等情況進(jìn)行綜合分析,為做好滑坡防治工作提供參考。

      關(guān)鍵詞: 堆積層滑坡; 暴雨入滲; 滑坡穩(wěn)定性; 數(shù)值模擬

      該滑坡位于陽(yáng)壩鎮(zhèn)托河村,燕子河南(右)岸,為一老滑坡,后緣坡腳剪出口處為銅寧公路,滑坡整體呈圈椅狀,滑向330°,由南到北階梯式下降,滑坡陡坎形成3級(jí)錯(cuò)臺(tái),錯(cuò)臺(tái)高度約2.5m~5.0m。該滑坡在汛期曾發(fā)生過幾次局部滑動(dòng),威脅坡上村民、房屋及坡下公路安全,目前整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

      因此,研究其在汛期暴雨入滲過程中坡體位移及滑坡穩(wěn)定性變化情況,對(duì)滑坡防治工作提供依據(jù)。

      1. 滑坡概況及變形特征

      該滑坡后緣高程747.1m,前緣高程669.4m,高差77.1m,總長(zhǎng)約127m,寬約165m,平均厚度約11.4m,屬中層滑坡,滑體體積約23.88×104m3,屬中型滑坡。前緣坡體上有民房多座,村民多集中于此?;麦w上植被覆蓋率達(dá)85%以上,多為喬木?;w為第四系全新統(tǒng)殘坡積含碎石粉質(zhì)黏土、第四系全新統(tǒng)殘坡積碎石土。滑帶為碎石土與中風(fēng)化板巖接觸帶,厚度約0.40m~0.80m。滑帶土多呈灰綠色,夾有少量碎石?;矠樯现玖粝当炭谌海≒z1bk)強(qiáng)風(fēng)化千枚巖,巖芯完整,飽和單軸抗壓強(qiáng)度中等,為較軟巖—較硬巖。

      滑坡周界基本清晰,平面主體形態(tài)呈圈椅形;滑面形態(tài)呈折線形,滑向330°。坡體后緣上部居民集聚;剪出口位置位于上山道路南側(cè),滑坡主要變形區(qū)為坡體下部剪出口附近,局部多次滑動(dòng),形成小型沖溝。

      2. 滑坡穩(wěn)定性綜合分析

      2.1 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算

      滑坡滑帶為碎石土與中風(fēng)化板巖接觸面,滑面呈折線形,根據(jù)極限平衡理論,采取折線滑動(dòng)法計(jì)算滑坡穩(wěn)定性,選用天然、暴雨兩種工況,采用表1中的巖土參數(shù),通過計(jì)算可知:天然工況下穩(wěn)定性系數(shù)為1.23,整體處于穩(wěn)定狀態(tài);暴雨工況下為0.97,處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

      2.2 數(shù)值模擬及趨勢(shì)預(yù)測(cè)

      為探討滑坡在不同條件下不同部位的位移變化導(dǎo)致滑坡變形的規(guī)律,利用Geo-slope/seep軟件對(duì)滑坡主滑剖面進(jìn)行了模擬,得出了該滑坡在天然狀態(tài)和暴雨條件下兩種工況的可能破壞形式,如圖1和圖2。

      天然狀態(tài)下,模擬結(jié)果顯示,滑坡整體變形趨勢(shì)比較小,僅僅達(dá)到cm級(jí)。最大總應(yīng)力及最大剪應(yīng)變與最大位移部位一致。剪應(yīng)變主要集中在滑坡后緣位置。這與穩(wěn)定性驗(yàn)算及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析結(jié)果是一致的,滑坡本身提供的下滑力不大,而且坡腳處比較平緩,沒有足夠的臨空條件,因此天然工況下坡體再次向下滑動(dòng)的可能性很?。槐┯旯r下,隨著降雨入滲滑坡的位移(10cm級(jí))、應(yīng)力和應(yīng)變特征與天然狀態(tài)有較大變化,剪應(yīng)變范圍明顯增大,并向滑體中部擴(kuò)散,滑坡的穩(wěn)定系數(shù)明顯下降,持續(xù)降雨對(duì)滑坡體的整體穩(wěn)定性有較大影響。

      3. 結(jié)論

      (1)天然工況下穩(wěn)定性系數(shù)為1.23,滑坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài);暴雨工況下為0.97,處于不穩(wěn)定狀態(tài)。(2)暴雨入滲不僅使得巖土參數(shù)降低,通過坡體裂縫等滲入使滑帶土參數(shù)大幅度降低。(3)天然狀態(tài)下,模擬結(jié)果顯示,滑坡整體變形趨勢(shì)比較小,僅僅達(dá)到cm級(jí);暴雨工況下,隨著降雨入滲滑坡的位移、剪應(yīng)變范圍明顯增大,并向滑體中部擴(kuò)散,滑坡的穩(wěn)定系數(shù)明顯下降,持續(xù)降雨對(duì)滑坡體的整體穩(wěn)定性有較大影響。

      參考文獻(xiàn):

      [1] 張文棟等. 燕子河流域地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查2015年工程地質(zhì)勘查評(píng)價(jià). 2015.12.

      [2] 王金龍, 王洪秋, 范利超等. 黑山鐵礦露天采場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性研究與治理實(shí)踐[J]. 金屬礦山, 2012, 41(5):53-55.

      [3] 姜新, 王建國(guó), 尚岳全. 坡腳開挖影響邊坡穩(wěn)定的性數(shù)值模擬分析[J]. 低溫建筑技術(shù), 2011, 33(1):89-91.

      [4] 王念秦, 張倬元. 黃土滑坡災(zāi)害研究[M]. 蘭州大學(xué)出版社, 2005.

      [5] 孫再南. 大冶鐵礦東露天采場(chǎng)的擴(kuò)幫工程[J]. 中國(guó)礦業(yè), 2000(s2):11-18.

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