基于影響線概念的黃土滑坡削方減載穩(wěn)定性計算與分析

發(fā)布時間：2020-04-03 19:53

【摘要】：隨著黃土地區(qū)城市建設(shè)速度的加快,大量的人工挖方工程改變了天然斜坡狀態(tài),形成不穩(wěn)定斜坡,從而發(fā)生滑坡災(zāi)害。此類不穩(wěn)定斜坡潛在破壞力巨大,若無合理的方式進行工程設(shè)計治理,將嚴重影響城市建設(shè)速度,干擾人民群眾正常生產(chǎn)秩序。對于這類因人類工程活動引起的不穩(wěn)定斜坡,治理措施的合理性、可行性以及經(jīng)濟性將是滑坡災(zāi)害治理、保障城市建設(shè)速度、保護人民群眾正常生產(chǎn)秩序的關(guān)鍵。削方減載是眾多滑坡治理措施中最常用的一種,其經(jīng)濟合理、安全可靠、施工簡便等特點均是其被采用的突出因素。眾所周知,同等削方減載方量下選取不同的削方減載位置,滑坡體穩(wěn)定性也會隨之變化。本文為了從一個更為直觀的角度來說明這種變化,借鑒了結(jié)構(gòu)力學(xué)中影響線的概念,把同等削方減載方量下削方減載位置的不同看做移動荷載,把每個削方減載位置下對應(yīng)的穩(wěn)定性系數(shù)看做影響量,進行滑坡削方減載計算分析,以選擇最佳的削方減載方案。本文以“麟游縣某不穩(wěn)定黃土滑坡治理工程”為研究對象,給出六種不同的削方減載方案,在該滑坡地形地貌、水文地質(zhì)特性、工程地質(zhì)特性的基礎(chǔ)上應(yīng)用結(jié)構(gòu)力學(xué)中的影響線法計算六種削方減載方案下滑坡穩(wěn)定性,結(jié)合工程實際和工程安全系數(shù)確定最佳削方減載方案。同時,應(yīng)用ABAQUS軟件對所研究滑坡在六種削方減載方案下的位移和應(yīng)力分布進行有限元模擬,分析滑坡在不同削方減載方案下穩(wěn)定性。綜合影響線概念和ABAQUS軟件對滑坡穩(wěn)定性的計算分析,對所選擇的最佳削方減載方案制定對應(yīng)的治理措施�；诖斯こ虒嵗�,本文的主要研究成果如下:(1)削方減載位置越靠近滑坡中上部,滑坡體的穩(wěn)定性越高,滑坡體坡腳處的滑坡推力越小。在滑坡體中下部削方減載,會降低坡體的穩(wěn)定性,并且增加擋土墻處的剩余下滑推力。該影響隨著削方減載位置的下移,越來越明顯,即削方減載位置越靠近坡腳,滑坡的剩余下滑推力越大。(2)在天然狀態(tài)下和飽和狀態(tài)下,削方減載方案5和6的滑坡穩(wěn)定性系數(shù)均大于該狀態(tài)下的工程安全系數(shù)。由于削方減載方案6的削方位置靠近滑坡后緣,按照該方案開挖以后容易形成高陡的臨空面,不利于滑坡整體的穩(wěn)定,因此,削方減載方案5最適合作為本次滑坡的削方減載方案。(3)通過ABAQUS對滑坡的有限元模擬分析,對比七個削方減載方案下的應(yīng)變云圖和應(yīng)力云圖,滑坡方案5的滑坡前緣及后緣的應(yīng)變和應(yīng)力均較小,且其應(yīng)變分布和應(yīng)力分布較均勻,不產(chǎn)生新的高陡的易滑和易塌的臨空面。所以,滑坡方案5發(fā)生滑動和崩塌的可能性最小,選擇方案五作為本次的滑坡削方卸荷方案最易于滑坡開挖過程中的穩(wěn)定。應(yīng)用ABAQUS有限元分析軟件對滑坡應(yīng)變和應(yīng)力的模擬分析結(jié)果表明,選擇削坡減載方案五作為削坡卸荷方案最合適。該結(jié)果與應(yīng)用影響線概念對滑坡削方減載穩(wěn)定性的分析結(jié)果一致,表明本文結(jié)論真實可信,具有一定的工程和應(yīng)用價值。
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