一類順向軟弱夾層下伏于坡腳邊坡的抗滑穩定分析

溫仁節,王 瑤,宋 勇,陳啟豪

(四川水發勘測設計研究有限公司,成都 610072)

0 前言

當巖質邊坡的軟弱夾層產狀與坡面結構呈順向結構時,開挖邊坡穩定問題尤為突出[1]。對于軟弱夾層傾角小于坡面傾角的邊坡,隨順向軟弱夾層空間位置不同,其在開挖坡面出露或下伏于坡腳[2]。

當軟弱夾層切腳出露于坡面,如圖1所示,此時邊坡的失穩模式為軟弱夾層以上巖體ABC沿軟弱夾層滑動,邊坡抗滑穩定安全系數可由下式計算[3]：

圖1 軟弱夾層出露于坡面

(1)

式中,G為單寬巖體自重;θ為軟弱夾層傾角;φ為軟弱夾層內摩擦角;c為軟弱夾層黏聚力;L為滑動面長度。

如圖2所示,當軟弱夾層下伏于坡腳,邊坡失穩模式判別變得困難。從邊坡結構分析,軟弱夾層仍是潛在滑面的一部分,但滑面剪出位置不確定。從邊坡受力分析,坡腳巖體受到夾層以上巖體傳遞的不平衡推力最大,而坡腳距離軟弱夾層最近,巖體應力明顯大于其他部位,是邊坡失穩的潛在剪出區,但滑面形狀及剪出口仍不確定[4]。因此,有必要依托數值模擬,對此類邊坡進行彈塑性分析,探究邊坡失穩模式,并據此給出合理的邊坡極限平衡分析方法。

圖2 軟弱夾層下伏于坡面

1 邊坡抗滑穩定數值模擬

1.1 計算模型

計算依托實際工程中的基坑開挖邊坡,邊坡級別2級,基坑長200 m,取單寬巖體進行分析,計算網格如圖3所示。邊坡巖體為砂巖,下伏一條泥化夾層,網格剖分時將夾層厚度適當加厚至0.5 m,以便網格剖分,并將軟弱夾層網格加密以提高模擬精度。……