强降雨对高陡岩质边坡稳定性的影响分析
【图文】：
，(x，y)∈S1，(2)K鐓hp鐓n|S2=q(x，y，t)，(x，y)∈S2，(3)式中，K为渗透系数;S1为已知水头边界;S2为已知流量边界;Ht为随时间变化的节点水头;q(x，y，t)为随时间变化的节点流量;n为渗流面法线方向。非恒定渗流分析的初始条件为H(x，y，0)=H0，(x，y)∈Ω，(4)式中，H0为初始边界水头;Ω为模型计算区域。边坡岩土体的滑动，发生在软弱的结构面处，在平面滑动面的基础上，综合考虑边坡所受的库水位压力、渗流力、重力、静水压力，建立岩质边坡稳定性力学模型，如图1所示，图1边坡稳定性力学模型Fig．1Mechanicalmodelofslopestability边坡岩土体所受到的库水位压力为V=12ρwgH12;(5)水沿边坡滑动面流动时，产生1个垂直于滑动面向上的静水压力为U=ρwgH1H22sinα;(6)依据摩尔－库伦破坏准则得出边坡滑动面上的极限平衡方程为T=(Gcosα－U－Vsinα)tanφ+cH2sinα．(7)综合考虑库水位静水压力、暂态渗流尝应力场，得到边坡安全系数的计算公式为FS=(Gcosα－U－Vsinα)tanφ+cH2sinαGsinα+S－Vcosα，(8)式中，G为滑坡体的重力;α为结构面与水平面的夹角;φ、c分别为岩土体的内摩擦角和黏聚力;H为结构面的高度;H1为库水面到滑坡坡脚高度;H2为边坡潜水面到坡脚的高度;S为动态渗流力;ρw为水的密度。2实例分析2.1工程概况与计算模型山东莱州三山岛仓上露天金矿，2005年闭坑，现作为尾矿库使用，矿坑内水位稳定在－60m。矿坑基岩边坡总体坡角50°，最深达－193m，属高陡岩质边坡。矿区范围内，降雨主要集中在7、8月份，年平均降雨量585.77mm，年最大降雨量1224.8mm，年最小降雨量323.8mm，最长
图2边坡487勘探线剖面计算模型Fig．2Calculationmodelofthe487explorationlinesectionofslope2.2深部位移监测钻孔倾斜仪监测是一种常用的观测滑坡深部位移的方法。滑坡滑动时，滑坡体钻孔内的测斜管在变形部位发生弯曲而产生一定的倾斜，以探头的导轮间距长测定全孔每段测斜管的斜率(倾角)变化，利用三角函数公式即可得出每段的水平位移变化量。由于测斜管和滑体是结合在一起的整体，从而也就获得了滑坡变形的深度位置和该位置的水平位移量。仓上露天金矿高陡岩质边坡487勘探线X为70m处，设有1个35m深的深部岩体位移监测的测斜孔，2014年7月已完成测斜孔钻孔和测斜管安装工作，表1边坡岩石特征参数Table1Ｒockcharacteristicparameterofslope岩性容重/(kN/m3)弹性模量/GPa泊松比黏聚力/MPa内摩擦角/(°)渗透系数/(m/d)第四系(Q)19.20.1900.180.0682831.52～194.23黄铁绢英质碎裂岩(SJH)23.516.660.239.5942.9823.75～85.43黄铁绢英岩化花岗质破碎岩(SγJH)24.610.50.283.9125041.98～107.42黄铁绢英岩化花岗岩(γJH)25.015.240.2213.3464012.25～35.21花岗岩(γ)26.816.390.2115.2139.101.5～7.6并采用测斜仪器实时进行监测，在非雨季为每月监测一次，雨季时相应加密监测次数，为了保证监测数据的准确性和可比性，，每月监测日期不能超过规定时间前后7d。通过现场实际测量，记录测量值，得到边坡在水平方向位移值，如表2所示。表2测斜孔监测数据Table2Monitoringdataofinclinedhole深度/m05101520253035位移/mm3.12.82.52.32.12.01.81.6运用改进的边坡稳定性计算理论结合有限元法进行边坡水平方向位移的模拟，理论计算结果如图3所示。图3边坡水平位移图(单位:mm)Fig．3Horizontaldisplacem
【作者单位】： 山东科技大学土木工程与建筑学院;山东省土木工程防灾减灾重点实验室;山东科技大学矿业与安全工程学院;临沂大学建筑学院;
【分类号】：TD854.6
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本文编号：2519402
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