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本文首先对国内外现有的边滑坡稳定性计算方法进行了归纳总结,并对文中用到的极限平衡方法中具有代表性的通用条分法(GLE),基于Monte-Carlo方法的概率法、基于有限元技术的强度折减法的思想和计算理论进行了重点介绍,计算主要借助geo-slope和plaxis软件完成。接着对所分析的杭兰公路段滴水岩滑坡的地理位置、周边地质构造情况、工程地质条件、气候气象条件和人类工程活动情况进行个简要介绍,考虑到降雨和地震作用为滑坡稳定的不利工况,降雨资料选用月降雨量最大的5月份30天的实测值,地震波选用危害最大的水平地震加速度时程曲线(历时10秒)。经计算分析主要结论如下:
1)利用GLE、Ordinary、Bishop、Janbu Method对其稳定进行了计算天然状态下GLE方法求得安全稳定系数为1.509:饱水状态参数求得安全稳定系数为0.929。利用概率方法求得安全稳定系数范围值为0.958-2.115,平均值为1.511,失效概率0.0005%,可靠性指标为4.872。说明该滑坡天然状态下是稳定性的,但是如坡体土层饱水软化,则存在失稳的可能。
2)利用有限元强度折减法计算了天然状态和饱水参数下的滑坡稳定,天然状态参数下算得的斜坡安全稳定系数是1.568,比同等条件下极限平衡方法计算结果大2.7%~6.0%;饱水状态参数下安全稳定系数是0.954,比极限平衡方法结果大2.5%~4.4%。剪应变反映的滑动面形状也与极限平衡方法相似。
3)考察了计算参数对强度折减法计算结果的影响,分析发现膨胀角的增加对滑动面的形状影响不大,但会使安全稳定系数偏大。发现泊松比的改变对应变(尤其是塑性区)影响比较大,泊松比的变化对于安全稳定系数的影响较大,变化最大幅度0.015;弹性模量的变化对于安全稳定系数的影响最小,变化最大幅度0.002;两者同时变化时对安全稳定系数的最大影响幅度为0.013(相对百分数0.8%)。得出变形参数对强度折减的计算结果影响不大,可不参与折减的结论。
4)利用geo—slope的quake/w和slope/w模块计算了水平地震作用对滑坡稳定性的影响,发现在正的地震力(指向坡内)的作用下,对斜坡的稳定性是有利的,很多时段安全稳定系数都大于2.0,最大高达5.0。负的向坡外的水平地震力作用时,局部时段安全稳定系数小于1.0,还有很多时间段的安全稳定系数达不到工程设防的安全稳定系数等级。
5)利用geo-slope的seep/w和slope/w模块计算了降雨对滑坡稳定的影响,由于5月份雨水较多,滑坡安全稳定系数整体呈现衰减规律,与降雨历时曲线相比,安全稳定系数的消涨,明显滞后,但也存在一个对应的增减规律。这说明水份运移到坡体的不同部位,对滑坡的安全性的影响是不一样,并不完全是不利的。同时雨水入渗导致滑动面形态也有一个空间时间演化过程,这是由于降雨引起了坡体内土体物理力学性质发生了改变造成的。
6)在自然条件下,该滑坡存在地震失稳和遇水饱和软化失稳的可能,所以要采取一定的工程措施。在设定了4排锚杆,每排锚杆的间距3.0m后,安全稳定系数计算结果分别是1.316(GLE method)、1.309(Ordinary method)、1.339(Bishop method)、1.297(Janbu method)、1.341(Strength reduction method),达到了工程设防的安全稳定系数等级。