加筋土高邊坡的有限元分析

介玉新,秦曉艷,金 鑫,徐文杰,王恩志

(1.清華大學水沙科學與水利水電工程國家重點實驗室,北京 100084;2.北京國電龍源環保工程有限公司,北京 100039)

汶川地震在我國西南地區引發了大量地質災害,同時對安全避難場所的需求也提出了新的要求。削山填溝工程既能在一定程度上消除地質災害的危害,又能提供安全避難平臺,在西南山區具有較大的應用前景。隨著經濟建設的發展,也可以用削山填溝的方法來增加建設用地或修建機場、道路等,因此西南地區的高填方工程屢見不鮮[1-3]。高填方工程往往采用加筋的方法修建較陡的邊坡,以盡量減少土地占用。加筋材料一般采用土工合成材料,其中土工格柵的應用最為普遍。目前加筋土坡的高度已達60m以上,加筋土高邊坡對填方和土工合成材料本身都提出了挑戰[4]。

對一般的邊坡工程來說,可以只進行穩定分析。常用的穩定分析方法有極限平衡法、極限分析法和強度折減法[5-11]。但是對于加筋土高邊坡來說,由于填方高度較大,土和筋材的變形也會比較大,除了用常規的極限平衡法進行穩定分析外,也有必要進行應力應變分析,以估算填方施工中的受力變形情況,為設計和施工監測服務。本文以西南某地區削山填溝工程為背景,用有限元方法分析加筋土高邊坡的受力變形情況,改變回填土和筋材的變形模量,以及回填土的泊松比,研究參數變化對邊坡和筋材本身受力變形的影響。

1 工程概況和有限元計算結果

圖1為某削山填溝工程中涉及的兩個加筋土邊坡的初步設計斷面。……