基于北京理正巖土軟件對(duì)邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算分析

王林飛WANG Lin-fei；蒲應(yīng)舉PU Ying-ju

（①中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院，昆明650051；②昆明理工大學(xué)國(guó)土資源與工程學(xué)院，昆明650093）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，城鄉(xiāng)建設(shè)用地需求不斷增加，壩區(qū)耕地資源持續(xù)減少，土地開(kāi)發(fā)與保護(hù)的矛盾越來(lái)越突出。云南省山區(qū)、半山區(qū)占全省總面積的94%，壩子（盆地、河谷）僅占6%，可利用的平地資源相當(dāng)有限。為了全面保護(hù)壩區(qū)耕地資源，云南省提出了“城鎮(zhèn)上山”，推動(dòng)城鎮(zhèn)盡量向山坡、丘陵發(fā)展，多利用荒山荒坡搞建設(shè)，從而形成了大量的邊坡。

1 邊坡概況

大理海東山地新城開(kāi)發(fā)項(xiàng)目[1]位于大理市海東鎮(zhèn)雞冠山東側(cè)斜坡位置，山體斜坡坡度總體為10～20°。該項(xiàng)目主要為3～5層多層建筑，設(shè)一層架空地下室，建筑沿山體呈階梯式分布。擬建項(xiàng)目場(chǎng)地南側(cè)因建設(shè)形成一長(zhǎng)約170m、坡高6～25m、坡角約為60°的填方邊坡，組成該邊坡巖土體為：表部地層為①層素填土，稍密～中密狀態(tài)，為場(chǎng)地整平后經(jīng)碾壓回填形成，成分主要為強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖碎石，混合少量粘性土；其下為②層第四系坡殘積（Qdl+el）層粉質(zhì)粘土，硬塑～堅(jiān)硬狀態(tài)，含一定量風(fēng)化碎屑；下伏基巖為③層奧陶系下統(tǒng)向陽(yáng)組（O1x）砂質(zhì)泥巖，砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，節(jié)理、裂隙極為發(fā)育，巖芯呈碎石、碎屑狀，土石類別屬硬土，土石等級(jí)為Ⅲ級(jí)，巖芯采取率為20%～40%，RQD約為10～20，巖體破碎，屬極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)Ⅴ級(jí)。邊坡現(xiàn)狀處于極限平衡狀態(tài)。該邊坡與擬建建筑最近段僅為4m，最遠(yuǎn)段僅為14m，邊坡失穩(wěn)坍塌對(duì)建筑危害大，需進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算，分析其失穩(wěn)可能性。

2 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算方法的選擇

邊坡穩(wěn)定計(jì)算方法比較多，但總的說(shuō)來(lái)可分為兩大類，即以極限平衡理論為基礎(chǔ)的條分法和以彈塑性理論為基礎(chǔ)的數(shù)值計(jì)算方法。

條分法以極限平衡理論為基礎(chǔ)，由瑞典人彼得森（K.E.Petterson）在1916年提出，20世紀(jì)30～40年代經(jīng)過(guò)費(fèi)倫紐斯（W.Fellenius）和泰勒（D.W.Taylor）等人的不斷改進(jìn)，直至l954年簡(jiǎn)布（N.Janbu）提出了普遍條分法的基本原理，l955年畢肖普明確了土坡穩(wěn)定安全系數(shù)，使該方法在目前的工程界成為普遍采用的方法。根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002）[2]規(guī)定：土質(zhì)邊坡和較大規(guī)模的碎裂結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡宜采用圓弧滑動(dòng)法計(jì)算，故本工程選用畢肖普（Bishop）圓弧法，應(yīng)用北京理正巖土軟件對(duì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。

3 計(jì)算參數(shù)

根據(jù)本項(xiàng)目物理力學(xué)指標(biāo)及重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，考慮場(chǎng)地巖土特殊性，邊坡穩(wěn)定驗(yàn)算所用參數(shù)在滿足《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)定》（GB50330-2002）規(guī)定的情況下，邊坡計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算參數(shù)取值表

4 邊坡穩(wěn)定性分析

邊坡坡體主要由③層強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖構(gòu)成，砂質(zhì)泥巖層理及層間結(jié)構(gòu)面發(fā)育，結(jié)構(gòu)面結(jié)合差，巖體完整性破壞較大，巖體結(jié)構(gòu)類型屬碎裂結(jié)構(gòu)，因此邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)不按典型巖質(zhì)邊坡方法進(jìn)行，參照均質(zhì)土體邊坡分析方法。按《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（50330-2002）規(guī)定，采用圓弧滑動(dòng)法對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析計(jì)算。該段邊坡長(zhǎng)170m，高度最高達(dá)25m，根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50330-2002）規(guī)定，上述邊坡工程安全等級(jí)為一級(jí)。根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002）規(guī)定，邊坡采用圓弧滑動(dòng)法進(jìn)行工程穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，一級(jí)邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)不應(yīng)小于1.30。

選擇邊坡中三段具代表性剖面進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果圖如圖1～圖3。

圖1 剖面1-1＇計(jì)算簡(jiǎn)圖

圖2 剖面2-2＇計(jì)算簡(jiǎn)圖

圖3 剖面3-3＇計(jì)算簡(jiǎn)圖

邊坡驗(yàn)算結(jié)果如表2。

表2 邊坡計(jì)算成果表

根據(jù)所選擇三條剖面驗(yàn)算，驗(yàn)算結(jié)果表明，該段邊坡邊坡穩(wěn)定性系數(shù)均小于1.30，邊坡安全儲(chǔ)備不足或不穩(wěn)定，需采取相應(yīng)措施進(jìn)行邊坡治理。

5 結(jié)論

通過(guò)理正巖土軟件軟件對(duì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析，計(jì)算出了穩(wěn)定性系數(shù)及剩余下滑力；保證邊坡工程的穩(wěn)定性。

[1]中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院.大理海東山地新城建設(shè)一期建設(shè)項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告[R].2014.

[2]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).GB 50330-2002，建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

[3]陳飛，楊詩(shī)義，王家成，別小平.用于ANSYS和FLAC3D軟件求解邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)的比較分析[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào)，2010，8（1）：104-108.

[4]方建端，朱會(huì)華，蔡永昌.邊坡穩(wěn)定性研究方法與進(jìn)展[J].地下空間與工程學(xué)報(bào)，2007，2（3）：343-347.

[5]詹松，湯連生，楊文甫.廣東高速路塹邊坡失穩(wěn)原因與防治分析[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2007，14（2）：343-347.