基于midas gts的道路风化边坡稳定性分析

对边坡的稳定性进行了计算分析。两种方法得到的计算结果基本一致’长期自然露天的风化土边

坡&基岩分布不均，在旱季整体处于稳定状态;在雨季&其稳定系数、位移、应力、剪切应变会发生较大 化， P 稳定_—稳定 B' K 路 ， 对 Z 坡进行 , 4'CDE: 路 坡; 稳定 分析; 稳定 数; 传递 数 ; 数 Q中图分类号:TU413.6

## 路

文献标识码：A 文章编号：1673 -1980(2020 )01 -0114 -03坡要素， 自然]坡相对 的勘| 进行稳定 验 ,1-。 基岩的 $ 为 !3 kO7m3、0 为33m; 化 的 $ 为 18 kO7m3， 0 V

坡的稳定 v 路 的 $'<=”a' 自然 化 坡， [ 较稳定，在雨季则可能不是那么稳定’分析判断风化边 坡的稳定性，目前有多种计算和分析方法°本次研 究，针对G318线成都地区某路段涉及的自然露天

35°。按*岩土工程勘察规范+(GH 50021 — 2001)

风化边坡，主要采用传递系数法和有限元法对其稳

定 进行了 分析'提供的计算公式计算边坡稳定系数! D)。5 坡 对[ 为 ，考;。 因自然坡 有 有 ， 折线型计算,2-,安全系数! 0)取值为1.35'坡 力 式(1)

! RST此段道路所处地震带较为稳定,其东侧距山褶

，传递 数 式(2)。D.oD.-1 3A0U?.Uon'.- ?.coU'.itn0.- /.G. ( 1 )

皱带约15 km,西北侧距山褶皱带约25 km。区内的

断裂构造和地震活动较微弱&对高层建筑无不良影 =' 的地 ，地. 较 ，3 3coU( '.-1 -'.) -Uon( '.-1 -'.) itn0 ( 2) 式中：3指传递系数;d.D-1分别为第.条块和第

.-1 的 坡 力， kO7m; ?.为! . $力，(陷、滑坡等影响工程稳定的不良因素’道路旁边的

坡 层主要有 Z5.m 的为 岩，强风化，长期露天，表面显湿，较为松散，层底标高

15.3-109.叫层厚约5 ~35 m；被风化土长期覆盖

kO/m;'为第i条块滑动面倾角;0. =0,为滑带岩土内磨擦角；/ =/,为滑带岩土黏聚力，kPa； G为第

i条块滑动带长度,m。的 层主要为 化 岩， 结 ，潮湿，层底标咼为-18.0~ -6.8 m,层厚约20 ~60 m。传递 数 ， 到的 坡稳定 数1。k ! d 系 设 工 ]旱季雨季$以传递系数法计算边坡稳定系数根据地勘报告和相关经验，这段道路的地质环 | 坡\\] 传递 数 用 !。 ib|

区开挖斜坡分布&综合有关勘查剖面线布置,参考滑5678:2019 -12 -12算的边坡稳定系安全类型稳定稳定稳定 数1.430.96基金项目:：2019年度安徽省高校省级科学研究项目“城市快速路网多层式立交结构设计与施工关键技术研究”(K2019JD02)；

2015年校级质量工程项目“专业综合改革试点:勘查技术与工程”(2015zz,1 )作者简介:刘成(1994 —)，男,2018级硕士研究生，研究方向为地下结构计算理论与应用。通信作者:汪东林(1979 % ),男，副教授，硕士生导师，研究方向为岩土工程。114/rt#1$ v IeD09 G.9 ; ‘ 9 < 00%通过数值模拟分析边坡稳定性MIDAS GT9是一款针对岩土领域研发的通用

数值分析结果，边坡的岩土材料及属性参数如2'有限元分析软件，适用于地铁、 、坡、基 工程的建模与分析。利用此软件建立研究区的边坡模 型， 弧长法〔%- 坡的稳定 数’%#! 边坡 X建立的模型为 坡面实体,长250 2,宽250 2， mnnd 模型基｝ 222 2， 坡 坡为35。。边坡部的风化土分布较 ，局部分布不均匀，平均厚度约204〜58. 8 2；下部的基岩 度较大，为39.4〜147. 6 2（见图1\"' 据地勘报表#边坡的岩土及属性参数岩基岩G !\"边坡 X材料属性内摩擦角7 °）42弹性模量/MPa5.0 k1061.0 k105容重/(1O / 2-3)2318泊松比0.250.30o 力/1P;侧压力系数1.00.5各向同性，3D各向同性，3D500100化193# 数值模型与工况分析结合工程情况，采用摩尔库伦本构模型’：虑

， 分析 坡的 数及稳定'通划分、设 因素条件、 因素条件，在模地 饱 态 设置后，激活必'模 件' 工况分析设 ， '设 工况，基本 带 分布， ‘位于 岩 层 ， 贯穿了基岩层 化 层' 其 ， 部 域 现了图 ， 有最大 发 ' 坡的最大 切 图!图略）~ ，+坡S ， ， 带的 度， 模型｝部 发 ， 坡｝部的稳定 较 ； 的 坡 动的方向主要是在i方向’较大 化，活所有的地层参数 件’分析类型选择边坡稳定分析!SRM），用弧长法的强度折减法 4模 参数' ,后， 设 工况，O,4-' 模型 图2 '3.3.2# 91q00坡 的 ; 力 的 ;力， 模型｝部分 为 1 692 1O722 2 612 1O722 ， 模型 部的岩 力分 为 127 1O722，应力 ，符力分布规律’ 坡 35 355 2 ，出现了2〜3 2的应力集中带， 的位置，其 力数 — 坡 的大' 是 于后123 1O72'随高度的

图#模型网格%#% 拟 分析3.3.1# 91 00据模拟结果， 为0.104，） 工况下，边坡的最大剪切j 的0.15' aM挤压 的， 域的 挤压的程度较严重，被坏较大。坡 的 有 力 的 有力， 总力相比， 化式基本一' ， 力 坡 ｝坡 大的 ， 坡 ｝部 I 向的 力为 1 113 1O722'， 力分布总 大 ， 最大 力 现! 层基岩坡｝， 分布较 ， 模型｝部基岩 力 为 622 1O722' 随 高度的 ， 力 ' U， 层 度较大的地方， 现 力集 带，的位 ， 力数 — 坡 的大'力图谱!图略）发现,滑坡的 基本 带状分布，位于 岩土层 ，贯穿基岩层 化土层’其，局部域出现了 图谱， 有最大剪发 ' 工况 ， 坡的最大 切为0.109，） 切 的 0.125' 坡的是由于后 力挤压和其自身重力 ；115/rt#1$ v MEDAS GTS ; ‘ 9 < 00™ 定的= ' S_M 稳定 数,分考虑了土体的应变应力，因此计算结果更为准

MEDAS GTS Z O ?r “a EjQ 确,7-'依据《滑坡防治工程勘查规范》（GH/T 328% 拟边坡土体不同位置的运动情况，根据云图及其参数 2016\"，根据对此边坡稳定系数的计算值，此自然露天

化 坡, 是 较 稳定的） ,则 于变化能够大体判断边坡整体是否处于稳定状态,6-'从边坡的总位移云图（图略\"来看，其最大总位 不稳定和欠稳定状态（滑坡稳定系数D力、于1.00,为 ? 74.9 ~94.1 cm， ‘'h 坡 u'稳定）大于 于1.00 于1.05,为—稳定\"' 为这说明坡顶区域的土体运动趋势强烈，与现场实际 证此路段的安全，需要对此边坡进行进一步加固处4' 情况相符’从边坡顶部到前缘，位移量逐渐递减，模 +型底部的位移量为零’在旱季工况下,滑坡在1方

针对G318线成都地区某路段涉及的某边坡的 向上出现最大位移的地方是在边坡土体中上部，位

, 用数 模 （ S_M\" 传递 数移量为9.6-12.8 cm）在o方向的位移表现不明显， 稳定

位 量 坡 部 现最大 ， 部向 — 分析了 坡的稳定 ' 方 到的 结基本 . , 坡 于稳定 态）延伸则逐渐变小，位移等值线呈波纹型。旱季和雨

季工况下,0方向的位移变化规律基本相同’在rI 雨季，此边坡的稳定系数、位移、应力、剪切应变会发 向，则表现为整个靠后土体的直线型沉降，沉降的位 生较大变化，最不稳定的位置出现在风化土和基岩 移量约为75.6 -98.7 cm'分析发现，在旱季工况 之间’道路边坡若长期自然露天，为风化土,基岩分

于 稳定 态' 为下，由于变形量较小，坡体整体较为稳定’在雨季工 > ,

况 ， 坡前部‘' 现为 位 ， 位 p> f 路工况安全，应该对此类边坡进行加固处理,使其在h ） ;分> ， 部 后部‘' 现为 直‘ 7 于稳定 态'沉 ， 位 化 较大， 稳定现['KL位 实际情况 ' 工况 的位 量%1 & # {|.M9 <00 F ; 7% J& .较大， 最大位 量发 的 域 dUkNQB}#2006!12\"$8 -11.增加’这说明受降雨的影响,土体的运动趋势有所 %2& ™z. v F ; 9 < <~ 00 12 增强，有可能发生滑坡等地质灾害’%D&.t $t NjK#2010.Z&

u

3.3.3# 9

00#xfD$,5- '*对边坡稳定性的判断%3&方建瑞，李志高,朱合华.弧长法在边坡稳定非线性有限元00&;12 % J & . EKk# 2006#37!9\"$1142 -1 146.[4]胡庆国，袁宁，刘登生，等.多层结构土质边坡降雨入渗Q < k—00%J&.&*-‘Kk，2018，31

按照传递系数法计算得到的边坡稳定系数，在旱 工况 为1.43， 工况 为0.96' • 数模拟,并利用弧长法的强度折减法处理模拟参数，计到的 坡稳定 数， 工况 为1.54，工况 为1.01' 方 到的 W 基本 致’按照有限元强度折减法计算出的稳定系数，略大 于传递系数法的计算结果’这是由于采用传递系数 法分析边坡稳定性，将依赖于部分假设的参数，结果!2\" $67 -74.[ 5]

. v MLRau;

坡 < 00[ D] .j$ j— K ，2018.[ 6 ] s ， • n， m. 坡 < 00方 ‘'[ J] .2jKKk! KQ\"，2012，31!2\"$101 -105.[7]王肇慧，肖盛燮，刘文方，等.边坡稳定性计算方法的对 =00[J].p6 K Kk，2005，24!6\"$99-103.G=;F:<:=E 4(;:>7DS6;=&6+6?G<7B63;>6?7(P]C4G5UGG!@/H-*+#G:? 1,*+#L&'(>)*+,*( ScE==V=N@L[LV/GyLGTTDLGy, AGEXLUGL[TDuLQ\\=NADcELQTcQXDT, 8TNTL230601 , @ELGa\"4F>=+;8=.EG [LTZ=NQETuQaYLVLQ\\=NaZTaQETDTR uV=STLG[=V[TR LG auTcQL=G =N@ETGyRX aDTa=NG318 VLGT, QET

QDaGuNTDc=TNLcLTGQmTQE=R aGR NLGLQTTVTmTGQmTQE=R aDTXuTR Q=caVcXVaQTaGR aGaV\\WTQETuQaYLVLQ\\=NuV=ST..ET

DTuXVQu=NQETQZ=mTQE=RuaDTYauLcaV\\QETuamT..ETRLuQDLYXQL=G =NYTRD=ck LuXGT[TG LG QETV=Gy-QTDm GaQXDaV =STG -aLDZTaQETDTR u=LVuV=ST..ETDTN=DT, LQLuuQaYVTLG RD\G , ZELVTQETuQaYLVLQ\\c=TNLcLTGQ, RLuSVacTmTGQ, uQDTuaGR uETaDuQDaLG ZLVcEaGyTyDTaQV\\LG DaLG\G, u=LQLuLG aG XGuQaYVTuQaQT.EG =DRTDQ=TGuXDTQETD=aR uaNTQ\\, QETuV=STuE=XVR YTDTLGN=DcTR.N6E O7+?>.D=aR uV=ST) uQaYLVLQ\\aGaV\"p":{"h":14.526,"w":105.321,"x":230.025,"y":1154.427,"z":6},"ps":{"_scaleX":0.821},"s":{"font-size":"13.5) uQaYLVLQ\\c=TNLcLTGQ) QDaGuNTDc=TNLcLTGQmTQE=R ) GXmTDLcaVuLmXVaQL=G116/