边坡稳定性因素分析及运用Bishope法计算JH水渠高

来源:期刊VIP网所属分类:机械发布时间:2012-02-26浏览:

1边坡稳定性的影响因素

边坡是否稳定受多种因素的影响,它的变形破坏往往是多种因素作用的结果,以下介绍影响边坡稳定性的主要因素:

1.1地层岩性

地层岩性的差异,是影响边坡稳定的重要因素,不同时期和不同成因的地层,有着不同的变形破坏形式。各种不同成因的岩石,其矿物成份、颗粒大小、胶结物质性质和胶结程度差别甚大,具有各自的物理力学性质。
生成时代较老的地层,具有硬结成岩过程长,胶结紧密,力学强度较高的特点。而较年轻的地层,像白Ⅴ系、第三系、第四系地层硬结成岩时间短,一般胶结较差或没有胶结成岩,力学强度低,边坡稳定性差。
岩石的矿物成分对边坡稳定性的影响,主要表现在不同矿物构成的岩石,其物理性质和力学强度有着显著的差异。含长石、云母、绿泥石及亲水性较强的蒙脱石类粘土矿物较多的泥质岩石,极易风化,而且浸水后易膨胀、崩解,稳定性很差;具有硅质、铁质的岩石往往强度较高,雨水稳定性亦好的特点。

1.2风化作用

边坡岩体,长期暴露在地表,受到水文、气象变化的影响,逐渐产生物理和化学风化作用,出现各种不良现象,如产生次生矿物、节理张开或裂隙扩大,并出现新的风化裂隙、岩体结构破坏、容重减小、物理力学特性降低等等,对边坡变形的发生和发展起着促进作用。实践资料表明,岩石遭受风化作用后,边坡的稳定性大大降低,并且岩石风化愈深,边坡的稳定性愈差,稳定坡角愈。

1.3水的作用

许多边坡的变形和破坏发生在雨季和雨后,有的发生在水库蓄水以后,有些出现在渠道集中渗透地段,还有一些是由于人工排水不当引起的边坡破坏,这些事实说明,水对边坡稳定的影响是十分显著的。
水对边坡的影响有静水压力、动水压力、水的冲刷作用和软化作用等几个方面。处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用,使坡体的有效重量减轻,特别适当坡脚岩体被水浸末后,对边坡的稳定尤为不利。当边坡内部存在不透水(或弱透水)的结构面时,该面上往往发生泥化或软化,抗剪强度将大大降低。充水的张开裂隙将随裂隙水静水压力的作用,使裂隙宽度进一步扩大。地下水的渗透流动,将对坡体产生动水压力甚至管涌、流土,降低边坡的稳定性。
水流冲刷岩坡,可使坡脚出现临空面,上部岩体失去支撑,导致边坡失稳。

1.4振动作用

地震、大规模爆破和具有一定动量的机械振动,都可能引起边坡应力的瞬时变化,影响边坡的稳定。强烈地震对边坡的破坏作用是很严重的,地震产生的横波在地表引起周期性晃动,纵波使地表岩土产生上下颠簸。在地震力作用下,边坡岩土体的结构将发生破坏和变化,造成大规模的滑坡和崩塌。
长期、反复的爆破和机械振动,可以使边坡岩体产生疲劳效应,使原有结构面张裂、松弛和产生一些新的结构面;保水的粉细砂层可以出现液化;含水量较高的淤泥和淤泥质土可以发生触变现象,降低边坡的稳定性。

1.5人类的工程活动

随着人类工程活动规模的日益扩大,它对边坡稳定性的影响越来越显著,不当的人类活动引起的边坡失稳事故频繁发生,使得人民不得不重视人类工程活动对边坡稳定性的影响。对边坡稳定性产生显著影响的人类活动有:
(1)削坡。不当的削坡往往使坡脚结构面或软弱夹层的覆盖层变薄或切穿,减小坡体滑动的抗滑力,而边坡的下滑力却没有相应地减小,这样边坡的稳定性降低。当结构面或软弱夹层的覆盖层被切穿时,结构面与边坡面构成不利组合,边坡产生结构面控制型失稳。
(2)坡顶加载。坡顶加载一方面增加了坡体下滑力,而没有成比例地增加滑动面的抗滑力;另一方面加大坡顶张应力和坡脚剪应力集中程度,使边坡岩土体破坏,降低强度,因而引起边坡稳定性降低。当坡顶加载物为松散物时,情况就更为严重。因为松散加载物减少大气降雨的地表径流,增加大气降雨的入渗量,也会降低边坡稳定性。
(3)地下开挖。地下开挖主要包土石堆载,包括采矿和开掘铁路、公路隧道,它引起的地表移动与边坡失稳。

2Geo-slope计算边坡稳定

2.1计算原理

对边坡稳定分析一般采取以下两种方法:
1.    Bishop法,满足力矩平衡条件。
2.    Monte Carlo可靠度法,满足边坡稳定分析影响因素不确定条件。
本文采用Bishope法对JH水渠的高边坡进行计算分析。

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