水位上升與荷載耦合作用下土坡穩定極限分析方法研究*

黃珮倫 張 嘎

(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， 中國)

0 引 言

水庫區滑坡會導致水庫有效庫容減小、工程破壞以及產生巨大涌浪危及下游的大壩及人民生命財產安全等災害(羅曉紅， 2003)。因此，對水庫區滑坡的機理研究和穩定性分析方法的建立十分重要。自意大利瓦伊昂滑坡之后，工程地質與巖土力學等領域開始越來越重視水庫區滑坡的研究(李松林等， 2017)。

影響水庫區邊坡穩定性的因素很多，其中水庫蓄水以及坡表荷載是兩類主要的荷載型式。目前，針對水位荷載對邊坡穩定性的影響已有較多研究。在失穩機理方面，研究表明蓄水對邊坡穩定性的影響主要體現在對土強度的弱化作用以及在坡體內部產生孔隙水壓力(毛昶熙， 2003)。基于Mohr-Coulomb強度準則，劉才華等(2005)分析表明在孔隙水壓力作用下Mohr應力圓變小并向左移動。強度折減法分析表明，在庫水位逐漸上升的過程中，邊坡安全系數隨水位上升呈現先變小后變大的規律(Griffiths et al.，1999； Lane et al. 2000)。鄧華峰等(2014)系統分析了庫岸邊坡的水巖相互作用機理，提出應根據水位變化情況分階段考慮。周家文等(2019)通過水動力型滑坡災害調查分析探討了水位變動在內的多種水動力因素驅動下的土體失穩機理。在分析方法方面，主要包括極限平衡法(時衛民等， 2003； 楊繼紅等， 2011)、有限單元法(李榮建等， 2007； 徐文杰等， 2009)、極限分析法(Wulandari et al.，2019)以及其他方法等(楊帆等， 2019)。在模型試驗方面，目前常見的物理模型試驗分為框架式模型試驗(賈官偉等， 2009)和離心模型試驗(苗發盛等， 2018)。……