废弃窑洞滑坡诱发因素及治理措施的数值模拟

摘要

通过三轴剪切试验研究黄土土体的强度特性以及黄土变形诱发滑坡的机理,并运用FLAC3D软件对废弃窑洞进行人工切坡、窑洞开挖、依窑建房和窑洞填充4个工况变形破坏、应力变化的数值模拟,发现人工切坡开挖窑洞改变了边坡的形态,临空面增大,荷载重新分布,但仍处于稳定状态;窑洞开挖之后,局部卸荷坡脚位置发生应力集中,剪应力随埋深逐渐增大,处于蠕变状态;窑洞废弃黄土吸潮,土体容重增加,进一步改变了土体的抗剪强度,降低了边坡的稳定性,致使边坡失稳诱发滑坡.专利发泡砂浆填充数值模拟结果表明,发泡砂浆材料能充填全部窑洞空腔,且固化物能对窑洞产生一定的预应力(膨胀应力),填充后,剖面沿竖直向下方向正应力和剪应力均缓慢增大,剖面的剪应力均低于抗剪强度,使边坡处于安全稳定状态,可避免因坡体变形所诱发的滑坡.