膨胀土边坡稳定分析

【摘要】：膨胀土边坡的研究已经比较成熟,但是考虑膨胀力对边坡稳定安全系数影响的文献比较少。本文以在建的宁淮高速为背景,主要采用极限平衡理论来研究膨胀土边坡稳定问题,参考通用条分法等极限平衡理论,在考虑膨胀力的情况下,推导膨胀土边坡的安全系数Fs的表达式,得到膨胀土边坡稳定的极限平衡计算方法,结合GEO-SLOPE计算软件针对不同坡率以及其他各种因素影响下的膨胀土边坡进行安全系数计算分析,从而得到膨胀力对边坡稳定计算中安全系数的影响。 天然膨胀土边坡,人工开挖或填筑的膨胀土边坡,在气候环境作用下,土体水分通过地表蒸发,导致膨胀土浅部产生干缩裂隙。裂隙的存在破坏了土体的完整性,为雨水入渗提供了便利条件。连续降雨引起大量雨水入渗,产生附加的大小不同的膨胀力,同时表层土体浸水后软化,强度降低,再加上土体的自重,使裂隙弱侧的土体产生破坏,坡脚处带动上部土体产生牵引式破坏,坡顶处引发由上至下的叠瓦式滑坡,最终导致土坡失稳。 通过常规的室内土工试验,膨胀力和直剪试验,研究压实性膨胀土的最大膨胀力与含水率的定量关系,为极限平衡计算提供膨胀力的具体值;总结出压实性膨胀土的强度随含水率增大的衰减规律,为不同类型的膨胀土边坡稳定计算提供强度指标。 在已有的极限平衡法计算公式基础上,推导引进膨胀力后的膨胀土边坡安全系数计算公式,主要采用GLE通用条分法,改变边界条件,得到安全系数的迭代公式,同时利用GEO-SLOPE软件,结合室内试验的研究结果,针对不同坡率、强度衰减以及其他各种因素影响下的膨胀土边坡进行安全系数计算分析,从而得到膨胀力对边坡稳定计算中安全系数的影响。 最后,由膨胀土边坡的计算结果,具体分析滑坡体中土条的受力情况,为膨胀土护坡的计算提供参考。