屏山县东池庄滑坡的稳定性分析和数值模拟

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滑坡是三大自然灾害之一,其分布面积广、发生频率高、破坏性强的特点对我国国民经济的发展产生了巨大的影响。随着人类生产生活的需求持续增多,工程活动不断增加,导致生态环境的原有平衡状态被打破,滑坡灾害与日俱增,为了加强地灾防治工作,避免和减少地质灾害给人民生命财产造成的威胁,研究滑坡的稳定性分析与灾害防治就必不可少。
  本文以屏山县东池庄滑坡为研究对象,介绍了滑坡区的地质环境概况,通过现场调查和工程地质手段查明了滑坡特征,分析了东池庄滑坡形成的成因机制、诱发的影响因素以及运动的破坏模式。在此基础上使用传递系数法和数值模拟对东池庄滑坡的稳定性进行深入研究,并作出有针对性、合理的防治方案设计,取得主要研究成果如下:
  (1)东池庄滑坡主要受地表水体发育影响,且有大量农田和鱼塘进行蓄水下渗影响形成。目前滑坡处于蠕滑阶段,在降雨和地表水体的持续作用下,滑坡前缘首先出现溜滑现象,而后引起后缘拉裂,蠕滑变形特征加剧,逐渐形成完整滑面。
  (2)运用传递系数法计算各工况下剖面的稳定性,得出在自然条件下滑坡整体处于稳定状态;强降雨条件下,坡体大面积处于不稳定状态,易沿剪出面及次级剪出面发生剪切破坏,形成滑坡灾害;外部地震荷载作用下,坡体整体处于基本稳定状态,但沿3-3’剖面的前缘局部范围内易发生土体溜滑,计算结果与实际相符。
  (3)运用FLAC3D进行数值模拟,利用强度折减法得到模型在天然工况下的稳定性系数为1.15,处于稳定状态,在暴雨工况下的稳定性系数为1.12,处于失稳状态,模拟结果与上述计算结果一致。在此基础上,得到的应力应变特征图结合剪切应变增量图分析知,东池庄滑坡在基覆界面发育有潜在的剪切带,不利条件作用下,剪切带贯通会引起上部滑体滑动,形成灾害。
  (4)运用PFC2D软件以3?3’为典型剖面做运动模拟,得出滑坡初期时由前缘坡脚处首先发生变形破坏,破坏特征随着时间逐渐加剧,且表现出向后缘牵引发展的趋势,破坏模式为一牵引式土质滑坡,模拟结果与实际情况相符。
  (5)利用前述计算结果,模拟成果,确定选取自重+暴雨工况下,进行滑坡治理方案设计,防治措施为“抗滑桩+挡土墙+防护堤+截排水沟+布置监测点”。
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