降雨和地震影響下碎石土邊坡的穩(wěn)定性分析.pdf

1、邊坡穩(wěn)定性研究至今仍是巖土工程界一個(gè)熱點(diǎn)研究方向，也是一項(xiàng)復(fù)雜而未能很好解決的技術(shù)難題。邊坡的穩(wěn)定受很多因素的影響，如降雨、地震、人工開挖、各種荷載作用、巖土體工程性質(zhì)等，而降雨和地震則是最主要也是較為常見的兩個(gè)因素，至今仍是邊坡穩(wěn)定性研究的重點(diǎn)。所以，對(duì)邊坡與降雨或地震之間的關(guān)系進(jìn)行分析研究對(duì)于邊坡失穩(wěn)的預(yù)防與整治將起到非常重要的作用。根據(jù)降雨和地震影響下邊坡穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀以及尚未解決的問題，本文以樓房山碎石土滑坡為工程背景，建立F

2、LAC3D三維數(shù)值模型，通過計(jì)算結(jié)果來分析降雨和地震對(duì)碎石土邊坡穩(wěn)定性的影響及其破壞機(jī)理。本文主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾方面:
　　(1)以均質(zhì)邊坡為例，用FLAC3D強(qiáng)度折減法分別計(jì)算了單因素變化條件下邊坡的穩(wěn)定系數(shù)值，采用敏感性分析法分析各影響因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響程度，得到各因素對(duì)碎石土邊坡穩(wěn)定性影響程度的大小關(guān)系為:內(nèi)摩擦角＞邊坡坡角＞粘聚力＞土體密度。
　　(2)建立樓房山碎石土滑坡FLAC3D數(shù)值計(jì)算模型，分析了降雨

3、影響下邊坡的應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)、塑性區(qū)及剪應(yīng)變?cè)隽糠植家?guī)律，研究了邊坡在降雨影響下的失穩(wěn)破壞機(jī)理。結(jié)果表明，在降雨條件下，碎石土邊坡的穩(wěn)定性隨著含水率的增加呈先緩慢減小后急劇減小的特征，并存在明顯的臨界特性，含水率11.3％是邊坡穩(wěn)定性變化的臨界點(diǎn)。
　　(3)利用FLAC3D數(shù)值計(jì)算模型，分析了地震作用下邊坡的應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)、塑性區(qū)及剪應(yīng)變?cè)隽糠植家?guī)律，研究了邊坡在地震荷載作用下的失穩(wěn)破壞機(jī)理。結(jié)果表明，在很微小的地震荷載作用下，碎

4、石土邊坡就會(huì)發(fā)生失穩(wěn)，且邊坡破壞程度隨地震水平加速度的增加而增大;碎石土邊坡在地震作用下主要發(fā)生受壓破壞，只在邊坡坡頂部位出現(xiàn)小面積的拉應(yīng)力區(qū)域，此部位發(fā)生張拉破壞;而在碎石土邊坡底部，由于其主應(yīng)力方向發(fā)生改變，土體處于雙向受壓狀態(tài)，發(fā)生剪切破壞。
　　(4)利用FLAC3D數(shù)值計(jì)算模型，分析降雨和地震共同作用下邊坡的應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)、塑性區(qū)及剪應(yīng)變?cè)隽糠植家?guī)律，研究了邊坡在降雨和地震共同作用下的失穩(wěn)破壞機(jī)理，說明當(dāng)?shù)卣鹋c降雨共同作

5、用時(shí)，邊坡的穩(wěn)定性較地震或降雨單獨(dú)作用時(shí)要低;在含水率保持不變的情況下，隨著地震荷載的增加，碎石土邊坡的穩(wěn)定性在逐漸降低;在地震水平加速度保持不變的情況下，隨著含水率的增加，碎石土邊坡的穩(wěn)定性在逐漸降低。
　　本文通過分析樓房山碎石土滑坡工程在降雨與地震及降雨和地震共同作用下邊坡的失穩(wěn)破壞機(jī)理，充分揭示降雨入滲和地震震動(dòng)引起碎石土邊坡破壞的模式及其發(fā)展過程，給出在降雨與地震影響下碎石土邊坡穩(wěn)定性的變化特點(diǎn)，從而為預(yù)防和整治邊坡失穩(wěn)