谈向家山滑坡成因分析及其综合治理研究(2)

　　5　滑坡边坡治理后稳定性分析

　　经过治理后,按照上述同样的方法对浅层、中层滑坡进行了稳定性分析,计算结果见表3。从表中可以看出各个剖面浅层、中层滑坡在三种工况下,稳定系数均得到了提高,在原来的基础上增长了46%以上。可得出滑坡治理后滑坡能长期稳定的结论。

　　6　有限元分析成果

　　为了分析向家山滑坡稳定性,本文还采用2D-Sigma[5]对滑坡进行了分析,这里仅介绍有限元分析结果。

　　6.1　治理前有限元分析结果

　　有限元模拟得出治理前滑坡边坡情况如下: (1)滑坡体应力分布符合斜坡拉应力场普遍分布规律,表层主要为拉应力,内部为压应力,垂直方向上压应力值随深度的增加而同步递增,在坡脚处有明显的应力集中区;变形主要集中在边坡表层,尤其是浅层滑面剪应变最大。

　　(2)最大剪应力发生在坡角,为0.36 MPa,水平、竖直位移均未超过1 cm。可见在自然状态下浅层、中层及深层潜在滑面均处于稳定。

　　(3)在工况(二)及工况(三)的情况下,边坡坡面及其以下一定深度内存在拉应力,变形比较大。其中暴雨状态下最大水平位移为39 cm,最大竖直位移为30 cm,发生在浅层滑体内,剪应力在坡角发生应力集中,约为1.63 MPa;在暴雨加地震的状态下,其中最大水平位移达45 cm,最大竖直位移达32cm,坡角应力集中,最大剪应力约为1.65 MPa。浅层、中层滑坡处于不稳定状态,随时有滑塌的可能,潜在深层滑坡变形甚少,处于稳定状态或极限平衡状态。

　　6.2　治理前后数值模拟分析

　　因为本地区地震烈度一般小于里氏7度,设计中一般不考虑地震影响,故只对工况二,即长期暴雨状态下的滑坡治理前后进行模拟分析。模拟滑坡治理的全过程,计算过程分两步进行:首先计算坡体在自重作用下的受力状态;然后削坡并进行抗滑桩及预应力框架施工,计算治理后的变形及应力状态。计算结果显示:

　　(1)对比治理前后应力场,斜坡的应力特征大部分相同,不同之处是;预应力锚索抗滑桩及预应力锚索框架施工后,应力集中程度有所变化,如坡角应力σ1从1.07 MPa降为1.03 MPa。

　　(2)变形主要发生在边坡表层,在竖直方向上,随着深度的增加逐渐减少,在深层潜在滑面以下位移基本在1 cm以内;其中水平位移基本在中层滑面与坡面相交处至第一排抗滑桩之间,最大位移发生在二级坡面上;垂直位移基本在坡角以上第三排抗滑桩以下部位,最大位移发生在第三排抗滑桩后裂缝密集区。治理后应变值变小,变形区域减少,水平、垂直位移基本趋于零,可见治理后边坡处于稳定状态,说明处治措施有效。

　　7　结语

　　通过对向家山高速公路滑坡的综合分析及有效治理后可得出以下结论:

　　(1)通过对勘探资料和物探资料分析,该滑坡由浅层、中层及潜在深层等多个滑坡体组成,属于大型土岩混合型滑坡。

　　(2)通过多因素综合分析,找到了造成该滑坡复活和公路建设前期治理失效的原因。向家山滑坡主要受地层、岩性、地质构造、地形地貌、坡体结构及气象与水文等条件多因素的影响,其形成是这些因素共同作用的结果。首先,滑坡地区的工程地质与水文地质条件是产生滑坡的主要内因;其次,公路建设前期不正确的施工是滑坡产生的主要外因;另外,在前期治理中对水的防治失效是导致滑坡复活的主要原因。

　　(3)考虑支挡工程和土体的共同作用,将其视为桩土复合体进行滑坡稳定性的反分析,结果表明这样处理是合理、正确的。

　　(4)在制定治理方案上,将应急与永久相结合,在滑坡灾害发生后未造成一起事故。在综合考虑了滑体的变形特征和工程地质条件的情况下,制定具体治理措施,并进行优化组合,治理措施实施后,浅、中层滑坡稳定系数比治理前分别提高了46%~76%,滑体趋向稳定,说明方案得当,措施有效。

　　(5)通过取典型断面对边坡过行数值模拟分析表明,加固后的边坡,可得出长期稳定的结论。

　　参考文献

　　[1]　重庆长江工程勘察院勘察资料编写组.向家破滑坡工程地质勘察报告[R].重庆:重庆长江工程勘察院,2004

　　[2]　云南航天质量无损检测站物探成果编写组.向家破滑坡物探成果报告[R].云南:云南航天质量无损检测站, 2004

　　[3]　Christopher R.J. Kilburn, Alessandro Pasuto Major risk fromrapid, large-volume landslides in Europe[J]. Geomorphology,2003,54:3~9

　　[4]　魏作安,尹光志,张东明等.蔗头山北段滑坡灾害的动态综合治理[J].岩石力学与工程学报,2003,22(8):1367~1371

　　[5]　日本软脑株式会社.2D-Sigma用户手册,2001

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