如何考虑暴雨工况下边坡的稳定计算

ryqscu · 发表于 2014-3-9 10:48

如何考虑暴雨工况下边坡的稳定计算

常理，雨水入渗土体，一方面降低土体强度指标C、φ，增大土体容重γ；另一方面下渗后形成空隙水压力、动水压力，增大边（滑）坡滑动破坏。然而在实际应用中，如果考虑暴雨工况下的边坡稳定性，成为困扰我们年轻工程师的一个难题。

1 浸水对岩土体强度的影响

岩土体在浸水饱和以后，强度会大量降低。主要表现为：

①土体含水量增大，液性指数增大，从而土体可能由硬塑状态变为软塑状态，导致强度降低；对黏土2组天然现场直剪和6组现场浸水饱和直剪数据进行对比分析，天然状态（平均值）：c=45.8kPa，φ=17.0°，浸水状态（平均值）：c=26.1kPa，φ=17.4°。由试验结果可知，饱水对黏性土的黏聚力影响较大（由于样本较小，以下仅做初步统计，仅为初步结论），可否初步认为，对于黏性土边坡，主要降低黏聚力，从而容易导致浅表层滑坡。但对同一土层进一步进行室内直剪试验，得到天然状态（平均值）：c=36.8kPa，φ=29.3°，浸水状态（平均值）：c=28.5kPa，φ=21.2°，得到的强度指标远高于现场直剪指标，通过室内试验得到的结果表明，浸水饱和对黏性土的内摩擦影响也很明显。比较现场和室内试验，可以得到共性是浸水饱和严重降低土体的强度。

②岩体特别是泥岩、长石类砂岩、板岩、千枚岩等，雨水浸泡后，矿物岩石以及胶结物发生软化（黏土矿物类受影响特明显），导致强度降低。对比全风化片麻岩（成砂土状）强度指标天然状态：c=45.9kPa，φ=26.9°，浸水状态：c=28.5kPa，φ=21.2°。

由分析可知，岩土体在雨水浸泡以后，强度大大降低，严重影响到边坡的稳定。

2 计算方法的选择

2.1稳定水位稳定性计算

当边坡存在稳定地下水位线时，计算理论较成熟，并且能够实现定量化的软件也较多。根据地质资料提供的水位线，有针对的进行分析。

1）重度的选取：当对于黏性土，采用水土合算，地下水位以下取浮重度γsat，地下水位以上取天然重度γ；对于渗透系数较好的粗粒土，采用水土分算，地下水位以下取有效重度，地下水位以上取天然重度γ。

2）强度指标的选用：根据相关资料，地下水位以上取天然强度指标，地下水位以下，对于黏性土取饱和强度指标，粗粒土取有效应力指标。

3）水压力的确定：针对一般具有稳定水位的边（滑）坡工程，可直接采用空隙水压力进行稳定性验算，其中，为稳定地下水位线至滑动面的垂直距离。