丰收组滑坡稳定性分析与防治研究

发布时间：2020-07-15 04:23

【摘要】：宝兴县丰收组滑坡体积大、范围广、延伸长,其横向上分为东、西两部分,纵向上分为滑移变形区和潜在牵引区;滑坡体整体变形破坏严重,是内、外动力耦合作用下的潜在不稳定地质体,危害巨大。因此,本文以丰收组滑坡为研究对象,以理论分析和数值模拟为研究方法,基于极限平衡理论和强度折减原理,通过三维数值分析,进行滑坡体稳定性的定量化分析;进而,开展不同抗滑桩支护模式下支护效果的对比分析,选取最优治理方案,并将最优方案应用于主滑坡体的治理,效果显著。本研究所得主要成果如下:(1)以区域地质调查、钻探、室内外试验为主要手段,通过丰收组滑坡工程地质条件和发育特征等的定性分析发现:该滑坡为一大型土质牵引式滑坡,滑坡体变形严重,潜在危害巨大。(2)依托GID软件,建立滑坡真实三维地质模型,分别基于极限平衡理论和强度折减原理,对滑坡稳定性进行定量化分析,进一步阐明滑坡体的变形与破坏规律:(1)天然工况下,丰收组滑坡东、西部滑体均处于稳定状态,稳定性较好;在暴雨和地震工况下,东、西部两滑体均会进入不稳定状态,且东部滑体的安全系数更低。滑坡体的稳定性对滑体内摩擦角的敏感性较高,历史上曾发生过多次滑动;在降雨和地震的综合作用下,继续滑动的可能性极大,其后续失稳模式将主要以蠕滑-拉裂渐进式坍岸解体为主,危害巨大。(2)以东部滑坡体为例,在天然工况下,滑坡体基本稳定,仅发生浅表层局部压性破坏,表现为后缘的蠕滑沉降和坡脚的轻微鼓胀,变形破坏相对较弱;暴雨工况下,滑坡体不稳定,发生深层压致拉裂破坏,整体滑移距离大,后缘大规模下错,坡脚异常鼓胀;该滑坡体的变形破坏模式为“前缘剪切-后缘张拉”双力耦合作用模式,属大型牵引式滑坡。(3)以FLAC3D软件为仿真平台,采用虚拟模拟方法,对不同截面形式、桩间距、桩长、嵌固深度组合下的埋入式抗滑桩的抗滑效果进行比选分析;进而,采用比选所得最优抗滑桩组合模式,进行抗滑桩支护下滑体真实三维变形特性分析,研究抗滑桩的作用机制和土拱形成机理;最后,将最优支护方案应用于丰收组滑坡主滑体的治理。发现:(1)在其它工况相同的情况下,矩形截面桩的支护效果优于圆形状;土拱效应是由桩周岩土体相对运动和局部应力迁移所引起的挤压、楔紧效应;(2)随着桩间距的增加,抗滑桩内力呈先增加后减小的演化规律,各监测点位移、桩顶位移、坡体最大位移则不断增加,滑坡整体安全系数不断减小,塑性区渐趋贯通;桩间土拱效应的强弱是造成上述现象的根本原因;6 m桩间距为最优桩间距取值;(3)随着桩长的增加,滑坡前缘塑性区范围、监测点位移和坡体最大位移不断减小,桩顶位移、滑体整体安全系数和抗滑桩内力不断增大,最终趋于稳定;30 m桩长最优桩长取值;(4)随着嵌固深度的增加,滑坡前缘塑性区范围、监测点位移、坡体最大位移和滑坡整体安全系数均呈现先减小后增大的变化规律,抗滑桩内力及桩顶位移减小;13 m嵌固深度为最优取值;(5)采用最优抗滑桩组合模式加固后,滑坡后缘稳定性良好,应力分布正常且整体受控于压应力,安全系数由1.02提高到1.13,位移降幅在10倍左右,且位置较治理前发生明显前移,塑性区范围显著衰减,土拱效应明显。(6)最优抗滑桩组合模式下,桩体变形具有“上大下小”的特点,其内力的分布呈“中间强,两边弱”;与设计结果相比,抗滑桩内力的实际值明显低于其承载极限,变形满足规范要求,该抗滑桩加固模式效果显著,有利于滑坡体的稳定。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P642.22

【参考文献】