碎石土古滑坡稳定性分析
土石方工程中的边坡稳定性分析

土石方工程中的边坡稳定性分析边坡工程是土石方工程中的重要组成部分,它的稳定性直接关系到工程的安全与可持续发展。
因此,对边坡的稳定性进行分析是至关重要的。
本文将从土壤力学的角度,探讨土石方工程中边坡的稳定性分析。
一、土体力学的基本原理土壤力学是研究土体的力学性质和力学行为的学科。
其中,土的重要力学参数之一是内摩擦角,它反映了土体的抗剪性能。
内摩擦角的大小决定了土体的抗剪强度,从而直接影响到边坡的稳定。
二、边坡的稳定性分析方法1. 稳态边坡分析法稳态边坡分析法是一种常用的边坡稳定性分析方法。
它基于土壤的静力学原理,假设土体的应变速率很小,认为土体是处于一种稳态的力学平衡状态。
通过计算边坡的抗剪强度和作用在边坡上的力,来评估边坡的稳定性。
2. 临界状态分析法临界状态分析法是另一种常用的边坡稳定性分析方法。
它基于土体的变形特性和摩擦角,通过分析土体达致失稳状态的过程,确定边坡的临界状态。
这种方法更加精确,能够考虑到土体的变形和破坏过程,对边坡的稳定性评估更加准确。
三、影响边坡稳定性的因素边坡的稳定性受到多种因素的影响。
其中,重要的因素包括土体的性质、边坡的高度和坡度、降雨及水文因素、地震力等。
这些因素相互作用,会引起土体的变形和破坏,从而影响边坡的稳定性。
四、边坡稳定性分析的应用边坡稳定性分析在土石方工程中有着广泛的应用。
它可以帮助工程师了解边坡的稳定性,避免施工风险,保证工程的安全运行。
此外,通过对边坡稳定性的分析,可以优化工程设计,减少工程成本,提高工程效益。
五、边坡稳定性分析的挑战与展望在实际应用中,边坡的稳定性分析面临着一些挑战。
例如,地质条件复杂、土壤参数不确定性等都会对分析结果产生影响。
因此,未来的研究需要进一步解决这些问题,提高边坡稳定性的分析精度。
综上所述,土石方工程中的边坡稳定性分析是一项关键的工作。
通过基于土壤力学原理的稳态边坡分析和临界状态分析方法,可以评估边坡的稳定性。
同时,需要考虑到多种因素的综合影响,以提高分析的准确性。
碎石土滑坡稳定性与治理效果分析

碎石土滑坡稳定性与治理效果分析发布时间:2023-03-27T06:07:14.760Z 来源:《工程建设标准化》2023年1月第1期作者:高波[导读] 滑坡是一种严重的自然灾害。
为掌握碎石土滑坡治理前后稳定性变化趋势,需制定一种高效的治理效果评估办法。
高波四川省核工业地质局二八三大队摘要:滑坡是一种严重的自然灾害。
为掌握碎石土滑坡治理前后稳定性变化趋势,需制定一种高效的治理效果评估办法。
本文以某碎石土滑坡群为例,经分析其形成机制、各种条件可靠性系数与治理前后变形速度,评估了滑坡治理成效。
研究结果显示:地下水排道阻塞是引起碎石土滑坡的内因;降水渗透引起碎石土滑坡可靠性系数急剧下降,加快滑坡变形,引起碎石土滑坡失稳;防止滑坡地面降水渗透可以大大提升碎石土滑坡可靠性。
关键词:碎石土滑坡;可靠性;治理效果1、引言滑坡是全球出现率最大、影响最广、最难预测的地质灾害,其受到各种内因与外因共同作用出现的边坡变形情况,其变形解体损坏过程繁琐。
而碎石土滑坡属于岩石滑坡与土质滑坡间的独特结构,主要出现在山前斜坡平缓处,属于人工杂填土、残坡积物、崩塌以及古滑坡堆积物等构成的土体松散体。
这种松散体受降水、地震或是人工扰动等影响会出现变形并逐步发展,最后引起滑坡,从而引发严重的经济损失及人员伤亡。
因为碎石土松散体的独特性导致碎石土滑坡可靠性分析评估与治理时比较困难,为精准评估对碎石土滑坡可靠性并提出可行性滑坡治理策略。
2、工程概况某滑坡群包含I~V号滑坡体,滑体构成成分是碎石粉质黏土,I号滑坡体已展开了专项治理,而II、II、V号滑坡体依旧处在蠕滑变形过程。
II 号滑坡体冠高为408.73 m,趾高为306.37 m,相对高差大概102 m,滑坡体平均坡度大概在10°~30°范围内,滑坡纵长511 米,面积大概16.7万m2,滑体均厚是13.8 m,总体积大概228.92万m2,统一确定是大型中层土质牵引式滑;II号滑体冠高为420.24 m,趾高为313.078m,相对高差大概107 m,平均坡度处于15°~30°,滑坡纵长为350 米,面积大概3.4万m2,滑体均厚是13.26 m,总体积大概44.98万m3,整体确定是中型中层土质推移式滑坡; V号滑坡体冠高为338.145m,趾高为252.789m,相对高差大概是85 m,平坡为20°~45°,滑坡纵长为216 米,面积大概5.9万m2,滑体均厚是4.85m,体积大概28.7万m3,确定是中型浅层土质牵引式滑坡。
滑坡稳定性及滑坡防治工程的稳定性分析

滑坡稳定性及滑坡防治工程的稳定性分析滑坡是一类比较严重的自然灾害,给人类的生活和生产带来很大的危害,尤其是在西南地区,由于地形地貌条件的制约,滑坡的发生是比较频繁的,为了能够减少滑坡灾害给人们的生命财产带来的巨大损失,研究滑坡的稳定性,探究滑坡防治工程的稳定性意义重大。
本文通过分析滑坡灾害形成的理论基础,对滑坡灾害的特征进行分析,探究滑坡的种类,并通过实例,分析滑坡的稳定性,并探究增强滑坡防治工程稳定性的有效措施,从而能够有效地防治滑坡灾害对人类造成的不良影响。
标签:滑坡稳定性滑坡防治工程稳定性分析在西南边区,滑坡灾害是一种危害极大的自然灾害,其造成的不良后果仅次于地震、火山、泥石流,滑坡带来的灾害是异常严重的。
现在,随着人们的生产活动越来越频繁,山区的滑坡问题也越来越严重。
滑坡给当地造成了严重的财产损失,给当地居民的生活和生产造成了巨大影响。
1滑坡灾害形成的机理和灾害特征1.1滑坡灾害的形成机理分析滑坡是指斜坡上的土体或者岩体,受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。
滑坡灾害是在地质条件的作用下对人类的生活和生产造成严重灾害的一类地质灾害,会破坏人类生态的平衡。
滑坡的形成是由天然因素和人为因素形成的,天然因素主要有滑坡体本身的岩土体类型、地质构造条件、地形地貌条件、水文地质条件。
主要表现为:1.1.1岩土类型岩土体是产生滑坡的物质基础。
一般说,各类岩、土都有可能构成滑坡体,其中结构松散,抗剪强度和抗风化能力较低,在水的作用下其性质能发生变化的岩、土,如松散覆盖层、黄土、红粘土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。
1.1.2地质构造条件组成斜坡的岩、土体只有被各种构造面切割分离成不连续状态时,才有可能向下滑动的条件。
同时、构造面又为降雨等水流进入斜坡提供了通道。
分析碎石土滑坡工程地质特性及防治方案

分析碎石土滑坡工程地质特性及防治方案摘要:碎石土滑坡已成为工程建设中的主要病害之一。
本文从碎石土滑坡工程地质条件也就是从其地形条件,地貌单元,地质构造,地层特性以及水文地质条件和气象水文条件出发进行详细的调查实践的分析,仅为提出了以排水工程,削方减载,支挡结构,锚固工程为主的碎石土防治方案的设计,希望能为碎石土的滑坡防治有所帮助。
关键字:碎石土滑坡;地质特性;防治方案一、碎石土滑坡工程地质条件通过调查分析,滑坡稳定性主要受滑坡地形条件、地貌单元、地质构造、地层岩性、水文地质条件及气象水文条件的影响。
下面对此进行一个简单的分析,地形条件。
这个主要是指碎石土滑坡的基本是处于20°~ 40°的斜坡中。
而且主要由降雨、地表水渗以及工程活动等等为主要诱发因素。
其中在碎石土的滑坡中以20°下土质滑坡主要与开挖堑坡或坡脚冲蚀有关,而40°滑坡崩塌与强烈风化剥蚀以及开挖高陡边坡相关。
地貌单元。
这个主要指的碎石土的滑坡平面上一些基本的地形外貌。
主要有滑坡后壁以及滑坡的前壁这两方面组成,滑坡的前壁以及滑坡的后壁也是碎石土的滑坡地质的特性之一,这也能够是滑坡的一个重要的因素。
地质构造。
这个主要指的是碎石土滑坡的构造。
也就是说砾石土滑坡的地质结构是一组破碎带的分布,也就是说,当滑坡基岩向交通路线和山谷方向倾斜时,容易形成不同规模的砾石土层理。
山崩。
地层岩性。
根据资料和实际调查可知,碎石土滑坡主要由充填残积土、边坡崩塌和滑坡堆积、硬岩风化等构成。
所以其地层的岩性还是有碎石的黏土层以及碎石层组成,而且这样的组成与风化基岩的接触后就和容易的就形成滑带而导致滑坡的产生。
水文地质条件。
碎石土滑坡水文地质条件可分为松散层孔隙水和基岩裂隙水。
具体分析表明,滑体地下水基本为松散层孔隙水,基岩区地下水主要为基岩裂隙水。
因此,这也导致了碎石土的滑体前缘区的地下水受江河的水位变化影响而使得其地下水动态变化较大,因此,碎石土在雨季期或涨水期极其容易发生滑坡。
滑坡稳定性影响因素及分析

滑坡稳定性影响因素及分析滑坡是在一定的内因、外因等地质环境条件和其它因素综合作用下产生的,影响因素包括:地质条件、地形地貌、人类活动、气候及迳流条件、其它因素。
就本滑坡隐患体而言,各因素对其的影响如下:①地质条件岩土体的本身特性是影响边坡稳定性的主要因素;对岩质边坡来说主要包括软弱结构面存在与否及其强度、结构面特别是主要结构面的产状、结构面的组合关系、结构面的结合情况、渗透性、与临空面的相对关系;对土质边坡来说主要包括土体强度、软硬接触面的渗透性。
滑坡隐患体及边坡出露的地层为泥盆系佘田桥组,岩性为砂岩,受地形地貌、构造侵蚀、剥蚀及风化作用影响,第四系及土状风化物厚度变化较大;原始地形较平缓的人工切坡坡面及坡顶局部地段第四系及土状风化物厚度大。
第四系坡残积土其孔隙性大且含较多碎石,抗剪强度较低,坡度较陡时其自稳性差;中上部基岩埋藏多较浅且表部风化较强烈;整个山体岩体裂隙发育,地层及裂隙产状较杂乱(图2-1),地层产状多近坡向或与坡向小角度斜交,岩体呈碎裂结构、电阻较高,结构面结合多数差~较差,易产生松动变形。
②地形地貌因素勘查区属中低山地貌,高差较大,山脊地形坡度较陡(坡度25~30°),两侧地形陡峻(坡度40~45°),但从调查情况来看,沟谷处及外围天然斜坡未见有滑坡现象,天然条件下斜坡是稳定的;但切坡以后,山体前缘产生高陡临空面,所形成的上缓下陡地形不利于斜坡的稳定。
③人类活动因素人类工程活动破坏原有的地形地貌,使在自然条件下已经达到平衡状态的岩土体应力进行重新分布,斜坡产生变形,当岩土体中应力无法平衡时,边坡将发生失稳破坏。
就本区而言,切坡产生高陡地形,形成临空面,产生滑坡隐患的主要因素就是人类工程活动—切坡。
④气候因素勘查区多年(1971~1998年)平均降雨量为1885mm,降雨量最多的1997年为2516mm,降雨量最少的1978年为1407mm。
3~8月平均降雨量为1334.7mm,尤以5、6月为甚,降雨量达508.6mm。
滑坡稳定性地质分析及应急排危处置对策

滑坡稳定性地质分析及应急排危处置对策一、滑坡稳定性地质分析(1)本工程属于堆积层(土质)老滑坡,整体未全面启动,处缓慢蠕滑变形阶段,基本稳定。
(2)H1子滑坡1978年发生滑动后坡度总体上变缓,能量得到一定的释放,加之,子耳沟被滑坡堆积体填高8米左右,目前虽仍受子耳沟水流下切冲刷影响,但再次滑动的可能性不大。
(3)H2子滑坡阶段性滑动能量释放后,受中后缘出露的地下水影响,蠕动变形仍在继续,雨季一直存在溜滑现象。
目前处于基本稳定状态,遇暴雨等强降水不利情况时可能会再次失稳。
二、应急排危处置基于以上滑坡变形特点、物质结构、主要形成因素及稳定性地质分析等认识,鉴于资金有限、处置实施时间紧张等原因,该滑坡汛期应急排危处置主要采取以治水为主的对策。
具体为:老滑坡后缘设置截排水沟;H2滑坡实施“支撑盲沟+集水+排水+封闭裂缝”的处置措施;辅以坡体变形(含渗水点水量)的监测及巡视。
依据规范计算,主要分项工程概述如下:(1)截排水沟:布设在老滑坡体后缘边界5m外稳定坡体上,直角梯形,沟底净宽0.3m,深0.4m,M7.5砂浆和MU20片石砌筑。
当纵坡坡比大于200‰时,水沟底部设置消能坎。
(2)支撑盲沟:Y型支撑盲沟布设,合计约120m,盲沟断面尺寸1.1m×1.6m.盲沟内干砌片石排水;基础采用M10浆砌片石砌筑,坡面坡率3%,砌筑时每个台阶面下布设一个牙石。
沟壁两侧由内及外分别采用卵砾石、砂砾石反滤层,顶部采用干砌片石(图3).(3)集水池:截面净尺寸1.6m×1.6m,净高1.2m,壁厚0.3m,采取M10浆砌石砌筑,M7.5砂浆抹面,集水池顶部加盖C15预制混凝土盖板。
(4)排水管(排水):采用黑色橡胶软质排水管,口径300mm,双排,长约95m;排水管与集水池接头部分距地表约1.0m,按5%坡降开挖埋至距地表约0.5m处后,以下均依自然地形坡降0.5m浅埋。
碎石土渗透特性对滑坡稳定性的影响

第25卷第11期岩石力学与工程学报V ol.25 No.11 2006年11月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Nov.,2006 碎石土渗透特性对滑坡稳定性的影响许建聪1,尚岳全2(1. 同济大学地下建筑与工程系,上海 200092;2. 浙江大学建筑工程学院,浙江杭州 310027)摘要:结合工程实践,通过现场工程地质调查与勘探和室内外物理力学试验,采用数理统计分析方法和不平衡推力法,对碎石土的一般物理力学特性、渗透特性以及碎石土滑坡中地下水管网状排泄系统对滑坡稳定性和失稳破坏的作用机制进行分析和研究。
结果表明,碎块石粒组的含量和以粉粒、黏粒为主的细粒土粒组的含量对碎石土渗透系数影响最大且最为显著,碎石土的渗透系数分别随土中碎块砾石粒组含量和小于0.1 mm粒径的细粒土粒组含量的增加而呈自然指数增大和降低;碎石土滑坡中地下水管网状排泄系统对天然边坡的稳定起关键作用;当碎石土滑坡中地下水管网状排泄系统遭受破坏和堵塞时,地下水位将明显上升,从而使潜在滑面的孔隙水压力及下滑力明显增大,导致边坡稳定性系数极大地下降,甚至使边坡失稳解体破坏。
关键词:边坡工程;碎石土滑坡;稳定性;渗透;管网状排泄系统中图分类号:P 642 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2006)11–2264–08INFLUENCE OF PERMEABILITY OF GRA VEL SOIL ON DEBRISLANDSLIDE STABILITYXU Jiancong1,SHANG Yuequan2(1. Department of Geotechnical Engineering,Tongji University,Shanghai200092,China;2. College of Civil Engineering and Architecture,Zhejiang University,Hangzhou,Zhejiang310027,China)Abstract:By the site investigation and exploration of engineering geology,physico-mechanical tests in laboratory and field,adopting the analytic mathematic statistics and unbalanced-thrust method,with the concrete engineering practice of debris landslide,the general physico-mechanical characteristic and permeability of debris landslide,the influence of its groundwater pipe network drainage system(GPNDS) on its stability,and the action mechanisms of its instability and failure are researched and analyzed. The research results are as follows. First,the influences of the contents of block and broken stone grain-grade,and fine earth mainly made up of silt and clay grain on debris permeability coefficient are the biggest and most remarkable. Second,debris permeability coefficient increases and decreases in natural exponent,respectively,with its grain-grade contents of block,broken stone and gravel,and the fine earth with grain size less than 0.1 mm. Third,the GPNDS of the debris landslide takes crucial action on natural slope stability. Fourth,when the GPNDS of the debris landslide is destroyed and blocked,groundwater level will obviously rise to make the pore water pressure of potential slide plane and down-sliding force clearly increase,which will make the slope stability coefficient descend obviously,even result in slope instability,disintegration and failure to some extent.Key words:slope engineering;debris landslide;stability;permeability;pipe network drainage system收稿日期:2005–10–08;修回日期:2006–01–10基金项目:国家自然科学基金资助项目(40372118)作者简介:许建聪(1967–),男,博士,1989年毕业于福州大学环境与资源学院工程地质专业,现为同济大学土木工程学院在站博士后,主要从事岩第25卷第11期许建聪等. 碎石土渗透特性对滑坡稳定性的影响 • 2265 •1 引言滑坡是坡体因多种因素耦合而发生的形变,最终被某些诱发因素激发失稳产生滑动的一种灾害地质现象。
土坡稳定性分析

土坡稳定性分析
土坡稳定性分析是评估土坡在自然力或人工力作用下是否能维持稳定的一种工程技术手段。
在工程施工中,土坡的稳定性是非常重要的,一旦发生滑坡或崩塌等灾害,将对施工进度和安全造成严重影响。
因此,进行土坡稳定性分析可以有效地提前预防和解决土坡问题,确保工程施工的顺利进行。
土坡稳定性分析一般包括以下几个步骤:
1.野外调查:通过对土坡进行实地勘查,包括土壤的类型、坡度、坡面形态等方面的观测与测量,获取基本的地质和地形信息。
2.室内试验:对采集到的土样进行室内试验,包括土壤的抗剪强度试验、水分含量试验等,以获取土壤力学参数。
3.力学分析:根据土壤力学理论,将野外调查和室内试验得到的数据进行处理和分析,进行力学计算和分析。
常用的分析方法包括平衡法、有限元法、边坡稳定性分析等。
4.稳定性评估:根据力学分析的结果,进行土坡的稳定性评估。
可以采用不同的评估方法,如强度折减法、潜在滑动面分析法等。
5.稳定性措施:根据评估结果,确定合理的稳定性措施。
可以采取加固措施,如加固坡面、加固土体等,也可以采取削减高度等减轻土压力的措施。
土坡稳定性分析有助于预测土坡的变形和破坏,提供工程设计和施工的依据。
通过对土壤性质和地质环境等因素的分析,可以选择适当的施工
方案和措施,确保土坡的稳定性。
此外,分析结果还可以反馈给设计师和施工人员,提供参考和建议,确保施工过程中的安全性。
需要注意的是,土坡稳定性分析是一个复杂的过程,需要考虑多个因素的相互作用。
在实际应用中,还需要结合工程实际情况和经验进行判断和调整。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第26卷第1期岩石力学与工程学报V ol.26 No.1 2007年1月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Jan.,2007碎石土古滑坡稳定性分析许建聪1,尚岳全2(1. 同济大学地下建筑与工程系,上海 200092;2. 浙江大学建筑工程学院,浙江杭州 310027)摘要:为准确评价碎石土古滑坡稳定性,通过资料的搜集整理和分析、现场工程地质调查与勘探以及室内外的物理力学试验,采用三维大变形弹塑性接触有限元算法、数理统计分析法和不平衡推力法,结合柘州岭碎石土古滑坡工程实例,运用碎石土边坡地下水管网状排泄系统理论,分析降雨作用下碎石土古滑坡的复活解体破坏过程,计算和分析该类型滑坡稳定性。
同时,结合其他工程实例,对弹塑性接触有限元算法在碎石土滑坡稳定性分析中的适用性进行研究。
研究结果表明:采用考虑降雨作用的大变形弹塑性接触有限元算法可以考虑滑坡体的空间效应,较好地反映碎石土古滑坡在降雨作用下所处的实际状态及其复活破坏过程;对于浅层、中深层碎石土滑坡和复活碎石土古滑坡,分别采用二维、三维小变形和三维大变形弹塑性接触有限元算法分析相应类型滑坡的稳定性,可以得到符合实际、令人满意的计算结果。
关键词:工程地质;碎石土古滑坡;弹塑性接触算法;大变形;稳定性分析中图分类号:P 642 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2007)01–0057–09STABILITY ANALYSIS OF ANCIENT DEBRIS LANDSLIDEXU Jiancong1,SHANG Yuequan2(1. Department of Geotechnical Engineering,Tongji University,Shanghai200092,China;2. College of Civil Engineering and Architecture,Zhejiang University,Hangzhou,Zhejiang310027,China)Abstract:In order to accurately evaluate the stability of ancient debris landslide,through the collection,arrangement and analysis of related data,the site investigation and exploration of engineering geology,indoor and outdoor physico-mechanical tests,adopting the analytic means of mathematic statistics,unbalanced-thrust method and three-dimensional large deformation contact elastoplastic finite element algorithm,and the theory of groundwater pipe network drainage system,connected with the engineering concrete example of Zhezhouling revived ancient debris landslide in Zhejiang Province,its process of the reviving and failure under rainfall was analyzed. Furthermore,this landslide stability was analyzed and computed also. Meanwhile,with other engineering concrete examples,the applicability of contact elastoplastic finite element algorithm used to analyze the debris landslide stability was studied. The research results show that to analyze the stability of ancient debris landslide by the three-dimensional large deformation elastoplastic finite element contact algorithm may consider the spatial effect of landslide mass,which makes computation result still be more accurate. Secondly,adopting the three-dimensional large deformation contact elastoplastic finite element algorithm with the action of rainfall may better reflect the actual locating state and sliding process of ancient debris landslide under the action of rainfall;and it may afford one method that can be used as a reference to the stability analysis,accurate evaluation and收稿日期:2005–12–20;修回日期:2006–01–22基金项目:国家自然科学基金资助项目(40372118)作者简介:许建聪(1967–),男,博士,1989年毕业于福州大学环境与资源学院工程地质专业,现为同济大学土木工程学院在站博士后,主要从事岩土工程与工程地质、地下结构工程、防灾减灾工程及防护工程等方面的研究工作。
E-mail:xjc0702@• 58 • 岩石力学与工程学报 2007年forecast of this type of landslide. Additionally,for shallow debris landslide,medium and deep one,and ancient one,two-dimensional and three-dimensional small deformation contact elastoplastic finit element algorithm and three-dimensional large deformation one were separately adopted to analyze the stability of corresponding debris landslide,in which the satisfactory computation result according with the reality can be achieved.Key words:engineering geology;ancient debris landslide;elastoplastic contact algorithm;large deformation;stability analysis1 引言古滑坡体在工程建设过程中常被激活,对该类滑坡稳定性分析与处理,不仅要花费大量的财力与时间去确定滑坡边界条件,而且所选择的稳定性计算和评价方法至关重要。
近年来,随着计算机技术的发展,以有限元分析为主的数值分析技术已被广泛地应用于滑坡问题的各类研究中。
已有的研究主要归为两类:(1) 利用弹塑性有限元分析方法,研究滑坡体的应力场和位移场[1]。
(2) 利用强度折减法,研究基于有限元方法的边坡稳定性系数评价方法[2,3]。
上述研究已取得了一定的成果,推动了有限元方法在滑坡稳定性评价中的应用。
接触有限元算法是非线性有限元的一个重要分支。
近年来被广泛应用于土木工程中土与结构相互作用的数值模拟中,在土与基础、土体与挡土结构、土体与防渗结构之间的界面模拟中取得了一定的成果[4]。
滑坡的滑裂面是三维的,现有的极限平衡分析方法大多基于滑裂面的平面假定,而现有的三维极限平衡分析方法实际上是二维“条分法”的拓展[5,6],并且建立在极限平衡理论基础上的各种稳定性分析方法没有考虑岩土体内部的应力–应变关系,无法分析滑坡破坏的发生和发展过程,在求稳定性系数时通常需要事先假定滑裂面为直线、折线、圆弧等。
而有限元方法不但满足力的平衡条件,而且考虑了材料的应力–应变关系,使得计算结果更加精确、合理。
随着计算机技术的发展,已有部分学者[7,8]开展了三维弹塑性有限元边坡稳定性分析。
但是,目前在三维弹塑性有限元边坡稳定性分析中一般都采用薄层单元模拟滑动面[8],视滑体和滑床为弹性体,采用点强度稳定性系数法和整体强度折减法求边坡稳定性系数。
这些三维弹塑性有限元边坡稳定性分析大部分应用于均质土坡和岩质边坡。
目前,在岩土工程问题的有限元分析中,大部分都是基于小变形的假设,即假定物体所发生的位移远小于物体自身的几何尺度,应变远小于1。
然而在很多重要的实际问题中,会遇到很多不符合小变形假设的问题,如分析碎石土古滑坡的复活破坏机制时,就需要采用非线性应变和位移的关系,平衡方程也必须适用于变形后的状态以考虑变形对平衡的影响。
弹塑性大变形有限元理论是以有限变形理论和非线性场论为基础,包含小变形理论,是可变形力学的准确理论,它采用适合岩土体材料的非线性应变和位移关系以及适用于变形后状态的平衡方程。
采用弹塑性大变形有限元接触算法,不仅考虑了力的平衡条件,而且也考虑了材料的应力–应变关系,因而能准确分析滑坡所处的实际状态。
目前,张士兵[9]在黄土边坡、均质土坡设计中采用基于大变形弹塑性有限元法分析边坡塑性破坏区或等效塑性破坏区,但还没有关于采用基于大变形弹塑性接触有限元算法分析碎石土古滑坡复活失稳破坏过程的报道。
为了准确评价碎石土古滑坡的稳定性,拟以东阳柘州岭碎石土古滑坡为例,采用三维大变形弹塑性接触有限元算法等方法,并运用碎石土边坡地下水管网状排泄系统理论,对降雨作用下碎石土古滑坡复活破坏过程进行分析,以便为该类型滑坡稳定性分析评价、治理及预测预报提供可供借鉴的方法。