库岸堆积体边坡失稳机理及破坏模式的数值模拟研究

摘要

库岸松散堆积体边坡的稳定问题是关系沿岸工程(如港口、码头工程等)安全的重要问题。本文在对岷江映秀至汶川段沿岸松散堆积体边坡进行现场调查的基础上,采用数值模拟方法,对库岸松散堆积体边坡的稳定性、失稳破坏模式及其影响因素等进行了研究,并探讨了松散堆积体边坡稳定性、滑坡推力及边坡滑移设计安全距离等的简化计算方法。具体研究内容和结论如下:
　　 (1)对映秀至汶川段岷江沿岸的松散堆积体进行了现场调研,通过激光测距仪、地质罗盘等工具对堆积体边坡的结构形态、岩层产状、天然休止角等进行了测量与分析,为后文堆积体边坡的数值建模提供了基础资料。从影响库岸堆积体边坡稳定的结构形态和材料参数出发,分别采用传统极限平衡法和有限元强度折减法进行了对比分析,并研究了岩土体密实度、含水率等参数变化对边坡稳定性的影响。
　　 (2)对深埋基岩堆积体边坡圆弧破坏模式的影响因素做了深入分析,发现坡体结构和岩土体参数对滑弧的位置深浅及形态均有较大影响。堆积体的几何形态、界面参数及下卧基岩界面倾角是控制浅埋基岩堆积体边坡破坏模式的主要影响因素,并对发生内部圆弧破坏和沿基岩界面滑移破坏的临界条件进行了分析总结。
　　 (3)基于饱和-非饱和土渗流理论,研究了库水位变化和降雨条件下堆积体边坡非稳态非饱和渗流场的变化,详细探讨了超孔压对边坡稳定的影响,并通过算例对比分析了不同降雨强度和降雨历时下堆积体边坡稳定性。
　　 (4)在数值模拟的基础上,对堆积体边坡的稳定性分析、滑坡推力计算以及边坡滑移设计安全距离问题提出了相应的简化计算方法,为实际工程设计和评价提供了参考依据。