数值模拟在某滑坡中的应用研究

摘要：通过FLAC对某滑坡的稳定性进行了数值模拟分析，对该滑坡的位移情况进行了分析。结果表明，滑坡后部的位移以“沉降”模式为主，最大铅垂方向的位移出现在边坡右侧后部，最大水平位移则出现在滑坡坡面垂直方向的凹陷地带。综合以上位移分析，该滑坡总体处于不稳定状态，需要进行处理。

关键词：滑坡　数值模拟　位移

中图分类号：P62　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2011)005-106-02

1.　前言

我国地质条件复杂，地质构造活动强烈，是世界上滑坡灾害最为严重的国家之一，国家每年需花巨资进行滑坡治理。以三峡工程库区为例，国家每年将拨大量资金用于库区滑坡的勘察，设计和治理工作。斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移现象，称为滑坡。滑坡的机制是某一滑移面或滑动带(简称滑带)上的剪应力超过了该面的抗剪强度所致。滑坡的特征通常是较深层的破坏，滑移面深入到坡体内部：质点位移矢量水平方向大于铅直方向；有依附面(即滑移面或滑带)存在；滑移速度往往较慢，且具有“整体性”。因此，加大对滑坡的认识和稳定性分析，对于滑坡的机理研究有着积极的意义。目前滑坡稳性分析中，常用的方法有剩余推力法、概率法和极限平衡法等，这些方法已经在滑坡稳定性分析得到了广泛应用。由于上述方法的假设条件和本身的边界条件，对滑坡的稳定性分析都有一定的局限性。近些年来，数值模拟在滑坡稳定性分析得到了应用，其目的主要是为工滑坡的稳定性分析提供更科学的依据。

2.　滑坡的数值模拟分析

某土质滑坡，由于降雨使用滑带土抗剪强度降低，导致边坡出现了变形破坏。经地质勘察，其滑带土是与岩层接触的土体。根据室内测试选取以试验数据为依据，并参照相关经验进行折减而得，其滑坡体的参数如下：土天然容重1.85g／cm³，土的内聚力为36kPa，内摩擦角15°，而滑坡滑动带的天然容重：1.73 g／cm³，粘聚力23kpa，内摩擦角8°，体积模量为0.0069GPa。为了对边坡的变形破坏进行分析，运用FLAC软件对此边坡进行了计算分析。

2.1　计算模型

根据边坡工程地质模型，建立的设计边坡计算模型和坐标系的空间形态见图1和2所示，本次选取的坐标系以与边坡坡面走向垂直为x轴，以指向坡顶为y轴，垂直指向地面方向为z轴。计算模型沿x向边坡宽度为270m，沿y向边坡走向长度为347m，z向边坡底部高程为1980m，采用上面的数据和考虑边界条件，生成的空间模型见图1。计算时，按前述约束条件，在只考虑重力作用的情况下，进行本构模型为Mohr-Coulomb模型的弹塑性求解。

2.2　计算结果与分析

下面就数值分析计算结果从变形(位移)情况方面来分析边坡岩土体的变形特性，以及可能的内在变形破坏机理。本文主要从位移场对滑坡的规律进行分析，总位移云如图3所示。从整体位移云图来看，指向地面的铅垂方向位移云图与整体位移云图相似，且最大铅垂方向的位移出现在边坡右侧后部。除此之外，最大水平位移则出现在滑坡坡面垂直方向的凹陷地带，位移分布方向为右侧高陡处向左侧低矮处位移：局部位移以山脊为“分水岭”，即山脊左侧的水平位移向左，右侧的水平位移向右。从图3还可以看出，位移最大的部分主要集中在滑坡右侧后部，这表明滑坡后部的位移以“沉降”模式为主，这与此处的边坡坡度及边界条件有关。

3.　结语

采用数值模拟对此滑坡的位移进行分析，可以知道此滑坡整体滑坡后部的位移以“沉降”模式为主，最大铅垂方向的位移出现在边坡右侧后部，最大水平位移则出现在滑坡坡面垂直方向的凹陷地带。综合以上位移分析，该滑坡总体处于不稳定状态，需要进行处理。运用数值模拟来对滑坡进行位移场，有利于对滑坡的变形机制进行分析。

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