黄土高填方边坡稳定性分析与防治措施

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黄土高填方边坡稳定性分析与防治措施

——以延安新区13标段北端高边坡为例摘要：本文以延安新区13标段北端黄土高填方边坡为研究对象，首先，通过现场勘查，查明了研究区的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质等特征，并对填筑体的工程性质进行了大量试验研究。然后，根据研究区边坡的地质条件和填方边坡的实际情况，选择代表性剖面采用极限平衡分析法分别计算出天然、暴雨及地震工况下的边坡安全系数，对研究区填方高边坡的稳定性进行了综合评价。其次，采用有限元法模拟分析填方高边坡在不同工况下的变形特征及应力分布规律，结合极限平衡法的稳定性评价结果，综合评价了边坡的稳定性。最后，根据研究区高边坡稳定性状况，结合现场实际情况，提出了排水和护坡两种防治措施。

本文的研究成果对延安新区建设具有一定的理论指导和重要的实际应用价值。

关键词：延安新区，黄土高填方边坡，稳定性，极限平衡法，二维有限元分析

ABSTRACT：Firstly, this thesis studies the loess high embankment slope on the north of Yan 'an district 13 blocks.Based on field investigation and detailed investigation,engineering geological environment of this district is studied, finding out topography and geomorphology, stratum lithology, geological structure, bad geological phenomenon, etc, which is the basis of stability analysis.Secondly, limit equilibrium principle is used on the natural slope and the typical slope surface of slope of the risen underground water level under different conditions .Through a variety of methods to calculate,the most dangerous slip surface can be found out, and the mechanism of the factors influencing the loess high slope stability and its sensitivity is analyzed.Then, according to the results of two-dimensional finite element analysis, the stress distribution characteristics and deformation of the typical profile can be studied , the deformation and destruction condition of the slope is analyzed. According to the results of limit equilibrium method ,the stability of high embankment slope were evaluated with comprehensive analysis ,and the deformation and destruction forms of loess high embankment slope .Finally, according to the characteristics of the deformation of high slope, drainage and slope protection control measures are put forward for the loess high embankment slope on the north of Yan 'an district 13 blocks, which is a reliable theoretical basis on slope treatment in the future .

This article research results of yan 'an district construction is of certain theoretical guidance and practical application value.

KEY WORDS:Yan'an District;the loess high embankment slope; stability; limit equilibrium method;a two-dimensional finite element analysis

一论文的研究背景

本论文的研究课题是“黄土高填方边坡的稳定性分析与防治措施”，以延安新区13标段北端黄土高填方边坡为研究对象，该边坡填方高度超过100m，属于超高填方边坡，开展该边坡的稳定性分析评价及防治措施研究对延安新区建设具有重要的理论指导和实际意义。

二、研究区工程地质条件

本章通过现场调查和详细勘察，查明了场区的地形地貌、地层岩性、地质构造、地震、不良地质现象等工程地质条件，对工程的地质概况有了整体了解，为选择有代表性的剖面，建立填方边坡的地质模型创造了条件，为准确可靠地计算与评价场区高填方边坡的稳定性提供了依据。

三、高填方边坡稳定性分析及评价

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1、定性计算剖面、工况

（1）计算剖面

计算剖面由上至下分别为以Q2和Q3黄土为填料的填土、Q2原状土和砂岩岩层，填土层按照力学性质差异分为四层，其中填土1的填料为Q3黄土，填土2、填土3和填土4的填料均为Q2黄土，剖面计算简图见图1。

（2）计算工况

边坡稳定性分析采用3种工况进

行计算，分别为：天然工况、暴雨工

况和地震工况。为更合理评价高填方

边坡的稳定性，考虑高填方边坡在天

然条件下稳定性的同时，必须考虑地

下水位上升后的稳定性，本文计算高

填方边坡稳定性除考虑天然条件还应

考虑地下水位升高6m和12m的情况。

图1剖面计算简图

2、安全系数

天然工况下边坡安全系数按圆弧滑面验算分析时取1.30；暴雨工况下，按照圆弧滑面验算分析时边坡安全系数取1.10；地震工况下，按照圆弧滑面验算分析时边坡安全系数取1.10。

3、计算结果及稳定性分析

自然坡体和地下水位升高后的坡体在天然工况、暴雨工况和地震工况下造成可能潜在滑面的对比见图2~图6，本次计算结果以Morgenstern-Price法计算结果为参考值，见表1。

表1 稳定性计算结果参考值

图2 自然坡体（天然工况）图3 自然坡体（暴雨工况）