抗滑桩加固岩质边坡稳定性的数值模拟分析.pdfVIP

铁 道 建 筑 Railway Engineering 12O 文章编号 ：1003—1995(2012)05—0120—03 抗滑桩加 固岩质边坡稳定性的数值模拟分析 楼金其 (中交隧道工程局有 限公司，北京 100088) 摘要：抗滑桩与边坡土体之间的相互作用十分复杂 ，而 目前常采用的有限元数值分析方法，一般只是得 出边坡位移、塑性 区，无法给 出相应的安全 系数 。本文采用抗剪强度折减有限元法，对含有抗滑桩的边 坡进行三维数值有限元分析 ，利用FLAC3D软件 ，从安全系数、位移量、最大不平衡力、剪切应变增量及 速度矢量等参数分析抗滑桩对岩质边坡的加 固效果。 关键词 ：软弱夹层 边坡变形 数值模拟 中图分类号：U213．152．2；U213．158 文献标识码 ：B 边坡变形破坏是工程建设与 自然界中一种普遍的 值作为边坡的安全系数。但是对于复杂的岩质边坡 ， 现象 ，近些年 ，随着我国基础设施建设 的发展，越来越 势必将引起应力分布的非均匀化和进入塑性极限的不 多的公路 、铁路 、桥梁等建设项 目陆续展开，使得岩质 同步性 ，这给边坡的稳定性分析带来 了困难 。因此有 边坡路段大量出现 ，这将不可避免地遇到边坡变形破 必要采用新的分析方法来研究抗滑桩加固边坡的稳定 坏与治理等 问题 。为阻止边坡变形 破坏 的发生与发 性 。强度折减法的提出已有较长的历史 ，但 由于力学 展 ，在多数情况下设置抗滑支挡结构。抗滑桩是一种 概念不十分明确 ，且易受到计算程序及计算精度 的影 能迅速 、经济和有效地整治滑坡 的工程结构物 ，但是抗 响，因而其推广应用一直进展缓慢。随着计算机技术 滑桩与边坡土体之问的相互作用是一个十分复杂的问 的提高，强度折减法受制于计算程序和计算精度 的局 题 ，影响加 固效果的因素众多，致使现场试验难 以开 面已得到了根本性改变 。强度折减法中边坡的稳定安 展。采用抗剪强度折减有 限元法 ，对含有抗滑桩的边 全系数定义为 ：把强度指标减小到边坡临界破坏 时的 坡进行三维数值有限元分析 ，利用 FLAC3D软件 ，从安 强度指标所需要折减的系数 ，强度指标可按式 (2)和 全系数 、位移量 、最大不平衡力 、剪切应变增量和速度 式 (3)进行折减 矢量等参数分析抗滑桩对岩质边坡的加固效果 。以期 cf=F—t—rial L(2一J) 能更好地解决工程设计中的相关问题 ，为实 际工程提 供参考。 ，=arctanfitan~b1 (3) 1 抗剪强度折减法 式中，c和 分别为岩土体真实的黏聚力和内摩擦角 ， 一 般而言 ，边坡稳定性评价指标主要有稳定安全 cf和 ，分别为经过折减后的黏聚力和内摩擦角 ，F” 系数和永久变形 ，而安全 系数在我国工程 中应用得最 为折减系数。 广泛 ，通常安全系数 F可用式(1)来定义 通过不断调整土体 的强度指标 C和 ，然后对土 1 坡进行有限元分析 ，不断增加折减系数 ，反复计算 ，直 F =—_l[cA+(Ⅳ一 A)tan~b] (1) 』 至达到临界破坏 ，此时得到的折减系数即为安全系数 。 式 中，7T为滑面上 的滑动力 ，c为滑动面的黏聚力 ，A为