三板溪崩塌體滑坡穩(wěn)定性分析

武漢大學(xué)學(xué)水利水電電學(xué)院水工結(jié)構(gòu)構(gòu)計(jì)算仿仿真研究究中心高壩巖基基與巖石石邊坡研研究所三板溪水水電站進(jìn)進(jìn)水口崩崩塌堆積積體滑坡穩(wěn)定定性分析析及加固固優(yōu)化研研究目錄錄前言邊坡穩(wěn)定定性分析析及加固固方案探探討邊坡變形形與穩(wěn)定定的二維維有限元元分析初步加固固方案的的三維有有限元分分析與評(píng)評(píng)價(jià)優(yōu)化加固固方案的的三維有有限元分分析與評(píng)評(píng)價(jià)結(jié)論一、前言言工程概況況三板溪崩崩塌堆積積體分布布于電站站進(jìn)水口口右側(cè)ⅣⅣ號(hào)沖溝溝上游大大支溝內(nèi)內(nèi)。支溝溝上游邊邊坡為一一順層坡坡面，下下游邊坡坡上部為為一連續(xù)續(xù)的NW向陡崖。。崩塌堆堆積體分分布高程程為375.0～657.0m，平均厚度度15.20m，約44萬(wàn)萬(wàn)m3。堆積體自自然地形形坡度32°～～38°°。崩塌塌堆積體體與上游游基巖接接觸面為為一層間間錯(cuò)動(dòng)面面。下伏伏基巖為為強(qiáng)風(fēng)化化條帶狀狀凝質(zhì)粉粉砂巖，，接觸帶帶為灰黃黃至黃色色角礫夾夾黃色可可塑至軟軟塑狀粘粘土，厚厚0.5m，底部為粘粘土夾少少量砂粒粒，砂粒粒呈次圓圓狀。接接觸面光光滑、未未見(jiàn)有明明顯擦痕痕。研究意義義由于該堆堆積體處處于水庫(kù)庫(kù)大壩右右壩肩上上游電站站進(jìn)水口口附近，，為了確確保水電電站進(jìn)水水口施工工和運(yùn)行行期的安安全，該該崩塌堆堆積體的的穩(wěn)定問(wèn)問(wèn)題尤為為突出。。因此，，本課題題將根據(jù)據(jù)崩塌堆堆積體的的工程地地質(zhì)特點(diǎn)點(diǎn)以及施施工期、、運(yùn)行期期的關(guān)鍵鍵技術(shù)問(wèn)問(wèn)題展開(kāi)開(kāi)研究，，重點(diǎn)研研究其穩(wěn)穩(wěn)定性，，并為設(shè)設(shè)計(jì)院推推薦加固固優(yōu)化措措施，研研究成果果對(duì)三板板溪水電電站進(jìn)水水口崩塌塌堆積體體治理的的設(shè)計(jì)、、施工具具有較重重要的現(xiàn)現(xiàn)實(shí)意義義和經(jīng)濟(jì)濟(jì)意義。。研究?jī)?nèi)容容總結(jié)和分分析崩塌塌堆積體體滑坡的的形成機(jī)機(jī)制，研研究邊坡坡在自然然和工程程條件（（如施工工開(kāi)挖切切坡、卸卸荷、震震動(dòng)及水水庫(kù)運(yùn)行行）下的的變形破破壞機(jī)制制，正確確模擬其其變形破破壞過(guò)程程?？紤]崩塌塌堆積體體滑坡的的施工和和運(yùn)行過(guò)過(guò)程進(jìn)行行分析，，內(nèi)容有有：根據(jù)地質(zhì)質(zhì)條件對(duì)對(duì)崩塌堆堆積體滑滑坡進(jìn)行行分區(qū)；；考慮施工工和運(yùn)行行過(guò)程中中地下水水位和水水庫(kù)水位位的變化化；采用推力力系數(shù)法法、Sarma法對(duì)堆積積體材料料參數(shù)進(jìn)進(jìn)行敏感性分分析，對(duì)對(duì)天然狀狀態(tài)、施施工期和和運(yùn)行期期等工況況下邊坡坡的穩(wěn)定定進(jìn)行分分析，探探討并提提出了初初步的加加固方案案；采用二維維和三維維有限單單元法對(duì)對(duì)采用初初步加固固方案的的施工過(guò)過(guò)程仿真真分析，，分析邊邊坡的應(yīng)應(yīng)力應(yīng)變變、屈服服情況和和邊坡的的穩(wěn)定性性，推求求變形和和安全系系數(shù)，并并對(duì)不同同的地質(zhì)質(zhì)參數(shù)進(jìn)進(jìn)行敏感感性分析析；根據(jù)初步步加固方方案的仿仿真分析析結(jié)果并并結(jié)合實(shí)實(shí)際工程程特點(diǎn)和和施工條條件推薦薦較優(yōu)的的加固方方案，并并對(duì)優(yōu)化化加固方方案進(jìn)行行三維有有限元分分析，分分析邊坡坡的應(yīng)力力應(yīng)變、、屈服情情況和穩(wěn)穩(wěn)定性，，評(píng)價(jià)推推薦方案案的合理理性和可可行性。。二、邊坡坡的穩(wěn)定定性分析析及加固固方案探探討計(jì)算原理理(略））邊坡整體體穩(wěn)定性性的分析析邊坡的防防治措施施建議邊坡的穩(wěn)穩(wěn)定性復(fù)復(fù)核加固后邊邊坡的局局部穩(wěn)定定性分析析小結(jié)結(jié)巖土名稱天然容重飽和容重天然狀態(tài)飽水狀態(tài)kN/m3KN/m3c（kPa）Φ（°）c（kPa）Φ（°）塊石堆積體19.0021.00033.00028.90上游接觸面粘土

2018.0017.0015.44下游接觸面碎石夾土

1024.508.5021.17主滑面力學(xué)反演參數(shù)第1組

3527.0229.7523.44第2組

2029.6817.0025.85第3組

030.000.0026.14第4組

032.600.0028.53計(jì)算參數(shù)數(shù)邊坡整體體穩(wěn)定性性的分析析計(jì)算工況況及安全全系數(shù)取取值計(jì)算工況況根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)要求，，計(jì)算工工況包括括：天然復(fù)核核；開(kāi)挖完建建未蓄水水；正常蓄水水位；正常蓄水水位+地地震組合合(設(shè)防防裂度按按7度考考慮)，，根據(jù)據(jù)《水工工建筑物物荷載設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范》，水水平地震震影響系系數(shù);水位驟降降。安全系數(shù)數(shù)取值穩(wěn)定安全全系數(shù)是是判斷邊邊坡是否否穩(wěn)定及及決定邊邊坡處理理投資大大小的一一項(xiàng)重要要指標(biāo)，，直接關(guān)關(guān)系著工工程的安安全性、、計(jì)算工況天然復(fù)核開(kāi)挖完建未蓄水正常蓄水位正常蓄水位+地震組合水位驟降安全系數(shù)1.051.051.151.051.05表2-4三三板板溪水電電站進(jìn)水水口滑坡坡各工況況下的安安全系數(shù)數(shù)取值經(jīng)濟(jì)性與與合理性性。由于于目前邊邊坡治理理工程設(shè)設(shè)計(jì)尚無(wú)無(wú)統(tǒng)一的的規(guī)程、、規(guī)范可可循，因因此，邊邊坡穩(wěn)定定分析及及防治工工程設(shè)計(jì)計(jì)必須根根據(jù)特定定邊坡的的具體情情況，分分析影響響邊坡穩(wěn)穩(wěn)定的各各種因素素，論證證確定邊邊坡防治治工程的的設(shè)計(jì)安安全系數(shù)數(shù)。本課題研研究根據(jù)據(jù)該邊坡坡的具體體情況，，按以下下兩種設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)來(lái)考慮慮：常規(guī)規(guī)設(shè)計(jì)準(zhǔn)準(zhǔn)則（參參考同類類規(guī)范））；相對(duì)對(duì)設(shè)計(jì)準(zhǔn)準(zhǔn)則（根根據(jù)邊坡坡現(xiàn)狀及及同類工工程，如如表2-3(Pg11)）。綜上考慮慮并參考考幾次討討論會(huì)議議結(jié)果，，各工況況安全系系數(shù)取值值如下：：天然復(fù)復(fù)核和開(kāi)開(kāi)挖完建建未蓄水水1.05；正正常蓄水水運(yùn)行1.15；正常常蓄水+地震及及水位驟驟降1.05。。（如表表2-4）整體穩(wěn)定定性分析析的剖面面為了充分分考察邊邊坡的穩(wěn)穩(wěn)定性，，共計(jì)考考慮了1個(gè)主滑滑面，4個(gè)輔滑滑面，如如圖2-1～圖圖2-7所示。邊坡穩(wěn)定定性分析析成果天然狀況況下邊坡坡的穩(wěn)定定性水平地震影響系數(shù)滑面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)穩(wěn)定安全系數(shù)（°）（kPa）Sarma法RTM法改進(jìn)的RTM法0.00027.02（0.51）35.001.10431.22921.1316*29.68（0.57）*20.001.11271.23511.137430.00（0.58）0.001.01000.99730.9951*32.60（0.61）*0.001.09851.10471.09680.02527.02（0.51）35.001.05401.16931.0808*29.68（0.57）*20.001.06171.17421.085230.00（0.58）0.000.96670.94840.9472*32.60（0.61）*0.001.04661.05061.0458表2-5天然然工況下下的穩(wěn)定定性分析析成果第三組參參數(shù)計(jì)算算的邊坡坡安全系系數(shù)小于于1.0，與實(shí)實(shí)際不符符。因此此，只取取第一、、二、四四組參數(shù)數(shù)進(jìn)行計(jì)計(jì)算，邊邊坡穩(wěn)定定安全系系數(shù)為基基本都在在1.05以上上，如考考慮地震震作用時(shí)時(shí)，邊坡坡穩(wěn)定性性安全系系數(shù)明顯顯減??；；Sarma法計(jì)算出出的安全全系數(shù)比RTM的小。究究其原因因，是因因?yàn)榛婷嫫露容^較陡，在在RTM的計(jì)算中中，出現(xiàn)現(xiàn)了土條條之間的的剪切力力超出極極限抗剪剪強(qiáng)度的的現(xiàn)象。。采用RTM方法進(jìn)行行計(jì)算，，堆積體體內(nèi)部相相應(yīng)的屈屈服的狀狀況如表表2-6(Pg15)示。從表表2-6中可看看出，堆堆積體大大部分區(qū)區(qū)域的土土體已處處于屈服服狀態(tài)。。改進(jìn)的RTM法計(jì)算的的安全系系數(shù)與Sarma法比較接接近，說(shuō)說(shuō)明改進(jìn)進(jìn)的RTM法考慮了了條分面面上的極極限抗剪剪條件后后與Sarma法是基本本一致的的。蓄水狀況地震系數(shù)第一組參數(shù)第四組參數(shù)RTMSARMARTMSARMA480m0.0000.9962280.8995850.9799840.8840170.0250.9355990.8509060.9171010.834399475m0.0001.0095550.8943740.9884770.8972510.0250.9486320.8468550.9253830.847425470m0.0001.0546970.9795011.0402770.9737650.0250.9909130.9279250.9607270.920628465m0.0001.0751351.0045241.0501281.0041740.0251.0108960.9525570.9626130.950400450m0.0001.0710291.0107820.9785601.0151790.0251.0099580.9599730.8848040.962409425m0.0001.1093941.0362871.0064271.0486860.0251.0519790.9862590.9388920.996350完建工況0.0001.1893421.0699601.2287961.0843600.0251.1308331.0191911.1678921.031193表2-7開(kāi)挖挖后主滑滑斷面邊邊坡的穩(wěn)穩(wěn)定安全全系數(shù)開(kāi)挖后邊邊坡主滑滑面S0的穩(wěn)定性性開(kāi)挖完建建工況下下S0滑面的安安全系數(shù)數(shù)不考慮慮地震時(shí)時(shí)均大于于1.05，考考慮地震震時(shí)均大大于1.02。。隨著水位位上漲安安全系數(shù)數(shù)則明顯顯降低，，說(shuō)明蓄蓄水后產(chǎn)產(chǎn)生的靜靜水壓力力和坡腳腳堆積體體及滑面面的軟化化對(duì)邊坡坡穩(wěn)定性性影響顯顯著；且且安全系系數(shù)大都都小于或或接近于于1.0，即在在工程完完建蓄水水運(yùn)行后后，邊坡坡將處于于極限平平衡狀態(tài)態(tài)或臨界界失穩(wěn)狀狀態(tài)。因因此，邊邊坡在開(kāi)開(kāi)挖蓄水水之前必必須采取取適當(dāng)?shù)牡募庸谭婪雷o(hù)措施施，建議議施工過(guò)過(guò)程中還還應(yīng)有適適時(shí)的監(jiān)監(jiān)測(cè)措施施。降低后水位地震系數(shù)第一組參數(shù)第四組參數(shù)水位穩(wěn)定時(shí)的安全系數(shù)驟降至該水位時(shí)安全系數(shù)水位穩(wěn)定時(shí)的安全系數(shù)驟降至該水位時(shí)安全系數(shù)470m0.0001.0546970.9189671.0402770.9897290.0250.9909130.8704450.9607270.926557465m0.0001.0751350.9193691.0501280.9903830.0251.0108960.8713990.9626130.928196450m0.0001.0710290.9157270.9785600.9778580.0251.0099580.8693910.8848040.884577425m0.0001.1093940.9258051.0064270.9851040.0251.0519790.8808890.9388920.922673表2-8從正正常水位位475m降低至某某高程時(shí)時(shí)的安全全系數(shù)水位驟降降時(shí)主滑滑面S0的穩(wěn)定性性分析考察三板板溪水庫(kù)庫(kù)水位可可能的驟驟降情況況，偏于于保守考考慮，按按表2-8第一一列考慮慮水位驟驟降，計(jì)計(jì)算成果果如表2-8示示。由表中成成果可知知，水位位驟降對(duì)對(duì)于崩滑滑體穩(wěn)定定性的影影響很大大，蓄水水后水位位驟降情情況下各各安全系系數(shù)均小小于1.0。說(shuō)說(shuō)明如果果不對(duì)邊邊坡進(jìn)行行加固處處理，邊邊坡在水水位驟降降時(shí)極有有可能失失穩(wěn)。剖面編號(hào)地震系數(shù)穩(wěn)定安全系數(shù)第一組參數(shù)第四組參數(shù)S10.0001.1957471.1140480.0251.1376231.056653S20.0001.1753961.1440990.0251.1168771.084677S30.0001.0675801.0675800.0251.0057561.005756S40.0001.4334641.4334640.0251.3472651.347265局部滑帶10.0001.2303601.0716060.0251.1666721.015636局部滑帶20.0001.4183071.2091710.0251.3448091.146141表2-9開(kāi)挖挖完后未未蓄水下下輔助剖剖面及潛潛在滑帶帶的安全全系數(shù)計(jì)計(jì)算值輔助剖面面的穩(wěn)定定性分析析剖面編號(hào)地震系數(shù)穩(wěn)定安全系數(shù)第一組參數(shù)第四組參數(shù)S10.0001.1525470.9813490.0251.0904350.881627S20.0001.1102290.9151090.0251.0507940.839491表2-10開(kāi)開(kāi)挖完后后正常蓄蓄水位下下輔助剖剖面的安安全系數(shù)數(shù)計(jì)算值值為了充分分考察邊邊坡開(kāi)挖挖后崩滑滑體的穩(wěn)穩(wěn)定性，，考慮了了四個(gè)輔輔助剖面面S1～S4進(jìn)行的穩(wěn)定定性計(jì)算分分析。另外外，根據(jù)有有限元計(jì)算算結(jié)果，在在主滑面頂頂部擬定了了兩個(gè)局部部滑面，劃劃分的條分分模型如圖圖2-8所所示。根據(jù)劃分的的條分模型型采用RTM法，計(jì)算成成果如表2-9和表表2-10。由表2-9可知，開(kāi)開(kāi)挖完建未未蓄水時(shí)，，輔助剖面面S3的安全系數(shù)數(shù)最小，但但其安全系系數(shù)也大于于1.05。由表2-10可以看看出，蓄水水后邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性安全全系數(shù)明顯顯降低，對(duì)對(duì)于第四組組參數(shù)情況況，安全系系數(shù)均小于于1.0，，則邊坡是是失穩(wěn)的。。從崩滑體體的整體分分布來(lái)看，，邊坡開(kāi)挖挖前三維效效應(yīng)比較顯顯著，而開(kāi)開(kāi)挖后這種種效應(yīng)減弱弱，因此，，輔面S3、S4以及局部滑滑帶采用了了地質(zhì)勘測(cè)測(cè)力學(xué)參數(shù)數(shù)而不是綜綜合反演參參數(shù)，未考考慮這種三三維效應(yīng)。。邊坡的防治治措施建議議邊坡防治的的主要思路路是減小下下滑力和增增加阻滑力力。常用的的邊坡防治治工程措施施主要有：：①開(kāi)挖清清除；②排排水；③削削坡減載；；④壓腳；；⑤抗滑擋擋墻；⑥抗抗滑樁；⑦⑦阻滑鍵；；⑧錨固支支護(hù)；⑨改改善巖土性性質(zhì)。三板溪崩塌塌體邊坡的的工程情況況是，坡體體本身為散散粒體，容容易排水，，因此采用用排水措施施效果不佳佳；邊坡的的坡腳部位位需要開(kāi)挖挖，開(kāi)挖完完畢時(shí)邊坡坡即處于失失穩(wěn)狀態(tài)，，也不能采采用壓腳的的方式；邊邊坡體厚度度不大，滑滑面下基巖巖較為完整整。根據(jù)這這些實(shí)際情情況，建議議以下工程程措施以供供參考：①①削坡減載；②抗滑樁；③坡面支護(hù)。削坡減載削坡減載可可以降低下下滑力，提提高邊坡體體的整體穩(wěn)穩(wěn)定性，是是一般邊坡坡整治常用用而有效的的工程措施施。削除坡坡體頂部，，根據(jù)削坡坡不同的高高程分別計(jì)計(jì)算開(kāi)挖施施工完成后后以及正常常運(yùn)行＋地地震作用時(shí)時(shí)的邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性，計(jì)計(jì)算成果見(jiàn)見(jiàn)表2-11(Pg20)。從表2-11可以發(fā)發(fā)現(xiàn)，削除除邊坡體后后緣部分能能夠提高邊邊坡的穩(wěn)定定性，且削削除越多，，穩(wěn)定性提提高越大，，但削除方方量也迅速速增加。在在完建工況況下，當(dāng)削削坡至高程程600.0m時(shí)，邊坡體體可基本恢恢復(fù)到開(kāi)挖挖前的穩(wěn)定定狀態(tài)；但但是在正常常運(yùn)行期間間受地震作作用時(shí)，即即便削坡至至高程580.0m時(shí)，邊坡體體也難以恢恢復(fù)到原始始自然條件件下的穩(wěn)定定水平。設(shè)置抗滑樁樁三板溪崩塌塌體堆積體體的厚度不不大，滑面面下的基巖巖整體性較較好，地下下水情況穩(wěn)穩(wěn)定，且水水位較低。。上述條件件有利于對(duì)對(duì)樁基的嵌嵌固，只要要樁有足夠夠的嵌入深深度和合理理斷面，抗抗滑樁方案案，從理論論上講是可可行的。因因此，我們們推薦該邊邊坡加固方方案是布置置抗滑樁以以維持邊坡坡整體穩(wěn)定定性。為了獲得整整個(gè)坡體在在設(shè)計(jì)安全全準(zhǔn)則下的的推力曲線線，我們?nèi)∪∮昧酥骰鍿0及與主滑面面平行的兩兩個(gè)斷面（（即S1、S2），列出三個(gè)斷斷面在控制制工況（以以主滑面安安全系數(shù)較較小的工況況來(lái)確定））以及設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)工況況下的穩(wěn)定定性分析成成果，如表表2-12示。由表2-12可知，，在正常運(yùn)運(yùn)行工況下下，各個(gè)邊邊坡的穩(wěn)定定性都低于于選定的設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，，因此，應(yīng)應(yīng)以正常運(yùn)運(yùn)行工況下下設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的邊坡推推力曲線作作為依據(jù)來(lái)來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)應(yīng)的加固處處理措施，，而對(duì)于其其它的設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，只只需做相應(yīng)應(yīng)的校核。。根據(jù)表2-12，第第二組、第第四組滑面面參數(shù)進(jìn)行行抗滑樁設(shè)設(shè)計(jì)較為恰恰當(dāng)。據(jù)此此計(jì)算出的的各種工況況下條間推推力曲線如如附圖2-1～附圖2-18所示。并以以此作為抗抗滑樁設(shè)計(jì)計(jì)的依據(jù)。。附圖2-1開(kāi)挖挖完建工況況下S0的設(shè)計(jì)推力力曲線（F=1.05，第二組）附圖2-2開(kāi)挖挖完建工況況下S1的設(shè)計(jì)推力力曲線（F=1.05，第二組）附圖2-3開(kāi)挖挖完建工況況下S2的設(shè)計(jì)推力力曲線（F=1.05，第二組）附圖2-4正常常運(yùn)行工況況下S0的設(shè)計(jì)推力力曲線（F=1.15，第二組）附圖2-5正常常運(yùn)行工況況下S1的設(shè)計(jì)推力力曲線（F=1.15，第二組）附圖2-7正常常運(yùn)行+地地震組合工工況下S0的設(shè)計(jì)推力力曲線（F=1.05，第二組）附圖2-6正常常運(yùn)行工況況下S2的設(shè)計(jì)推力力曲線（F=1.15，第二組）附圖2-8正常常運(yùn)行+地地震組合工工況下S1的設(shè)計(jì)推力力曲線（F=1.05，第二組）附圖2-9正常常運(yùn)行+地地震組合工工況下S2的設(shè)計(jì)推力力曲線（F=1.05，第二組）附圖2-11開(kāi)開(kāi)挖完建工工況下S1的設(shè)計(jì)推力力曲線（F=1.05，第四組）附圖2-10開(kāi)開(kāi)挖完建工工況下S0的設(shè)計(jì)推力力曲線（F=1.05，第四組）附圖2-12開(kāi)開(kāi)挖完建工工況下S2的設(shè)計(jì)推力曲線（（F=1.05，第四組）附圖2-13正正常運(yùn)行工工況下S0的設(shè)計(jì)推力力曲線（F=1.15，第四組）附圖2-15正正常運(yùn)行工工況下S2的設(shè)計(jì)推力力曲線（F=1.15，第四組）附圖2-14正正常運(yùn)行工工況下S1的設(shè)計(jì)推力力曲線（F=1.15，第四組）附圖2-16正正常運(yùn)行+地震工況況下S0的設(shè)計(jì)推力力曲線（F=1.05，第四組）附圖2-18正正常運(yùn)行+地震工況況下S2的設(shè)計(jì)推力力曲線（F=1.05，第四組）附圖2-17正正常運(yùn)行+地震工況況下S1的設(shè)計(jì)推力力曲線（F=1.05，第四組）通過(guò)三個(gè)縱縱剖面的推推力曲線（（附圖2-1~附圖圖2-18），可以以確定選定定的橫剖面面上的推力力分布。在在橫剖面上上，由于推推力和坡體體深度分布布的不均勻勻，不宜給給出單一的的抗滑樁設(shè)設(shè)計(jì)形式，，而應(yīng)該采采取一種分分段均化的的形式將抗抗滑樁的設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)分分段給定，，如圖2-12～圖2-13中的AB、CD、EF三段。根據(jù)據(jù)分段形式式，采用等等效方式確確定三段受受力區(qū)的單單寬推力，，其主要計(jì)計(jì)算參數(shù)如表2-13~表2-14示。圖2-12抗抗滑樁樁平面布置置示意圖圖2-13抗抗滑樁樁布置設(shè)計(jì)計(jì)圖抗滑樁以下下堆積體支支護(hù)方案建建議考慮到三板板溪崩滑體體坡料為碎碎石材料，，坡體下部部抗滑段厚厚度較小，，滑面下部部基巖較為為完整，建建議抗滑樁樁以下堆積積體采用坡坡面鋼筋混混凝土格構(gòu)構(gòu)梁加固方方案。推力計(jì)算：考慮抗滑樁樁抵抗了部部分推力，，還有部分分推力傳遞遞到以下堆堆積體，根根據(jù)抗滑樁樁設(shè)計(jì)方案案，S0、S2剖面需由抗抗滑樁以下下堆積體承承受的推力力分別為3400kN（正常+地震震）、4000kN（正常運(yùn)行））；370kN（正常+地震震）、550kN（正常運(yùn)行））。由于開(kāi)開(kāi)挖面在該該堆積體坡坡腳處形成成，考慮邊邊坡坡腳開(kāi)開(kāi)挖后影響響邊坡的穩(wěn)穩(wěn)定性及可可能的滑動(dòng)動(dòng)趨勢(shì)，劃劃分了四個(gè)個(gè)斷面進(jìn)行行分析計(jì)算算，如圖2-14示。計(jì)算結(jié)結(jié)果如圖2-15～圖2-26示。網(wǎng)格梁錨索索力確定：根據(jù)上述剩剩余推力計(jì)計(jì)算結(jié)果，，考慮便于于網(wǎng)格梁布布置及預(yù)應(yīng)應(yīng)力錨索噸噸位設(shè)計(jì)，，近似將剩剩余推力等等效均勻化化，開(kāi)挖面面上所需單單寬錨索力力約為1100kN/m。圖2-14抗抗滑樁樁以下堆積積體計(jì)算斷斷面圖圖2-15S0剖面正常運(yùn)運(yùn)行+地震震工況k=1.05的推力曲線線圖（不計(jì)計(jì)剩余推力力）圖2-17S2剖面正常運(yùn)運(yùn)行+地震震k=1.05工況的推力力曲線圖（（不計(jì)剩余余推力）圖2-16S0剖面正常運(yùn)運(yùn)行k=1.15工況的推力曲線線圖（不計(jì)計(jì)剩余推力力）圖2-18S2剖面正常運(yùn)運(yùn)行k=1.15工況的推力力曲線圖（（不計(jì)剩余余推力））圖2-19S0剖面正常運(yùn)運(yùn)行+地震震工況k=1.05的推力曲線線圖（計(jì)剩剩余推力）圖2-20S0剖面正常運(yùn)運(yùn)行工況k=1.15的推力曲線線圖（計(jì)剩剩余推力））圖2-22S2剖面正常運(yùn)運(yùn)行工況k=1.15的推力曲線線圖（計(jì)剩剩余推力））圖2-21S2剖面正常運(yùn)運(yùn)行+地震震工況k=1.05的推力曲線線圖（計(jì)剩剩余推力)圖2-24SECT11剖面正常運(yùn)運(yùn)行工況k=1.15的推力曲線線圖圖2-23SECT11剖面正常運(yùn)運(yùn)行+地震震工況k=1.05的推力曲線線圖圖2-26SECT22剖面正常運(yùn)運(yùn)行工況k=1.15的推力曲線線圖圖2-25SECT22剖面正常運(yùn)運(yùn)行+地震震工況k=1.05的推力曲線線圖Sarma法復(fù)核由前面計(jì)算算結(jié)果可知知，Sarma法計(jì)算出的的安全系數(shù)數(shù)比RTM的小，同理理，相同安安全系數(shù)下下Sarma法計(jì)算出的的推力比RTM的大。本文文樁的設(shè)計(jì)計(jì)推力是以以RTM法計(jì)算結(jié)果果為依據(jù)，，因此有必必要采用Sarma法進(jìn)行復(fù)核核，復(fù)核的的安全系數(shù)數(shù)結(jié)果如表表2-15所示（P30）。。由表2-15可以看看出，采用用SARMA法復(fù)核計(jì)算算結(jié)果是S0滑面的安全全系數(shù)小于于1.0，，其余輔助助滑面的安安全系數(shù)均均大于1.0。由于于本課題的的剛體極限限平衡法是是通過(guò)參數(shù)數(shù)等效的方方法來(lái)考慮慮空間效應(yīng)應(yīng)，沒(méi)有考考慮充分的的三維效應(yīng)應(yīng)作用，實(shí)實(shí)際上S0、S1、S2滑面相互互具有空空間作用用關(guān)系。。因此，，綜合來(lái)來(lái)看，Sarma法結(jié)果表表明該邊邊坡開(kāi)挖挖設(shè)樁后后是處于于極限平平衡狀態(tài)態(tài)。加固后局局部滑動(dòng)動(dòng)分析該邊坡較較陡而且且堆積體體材料松松散，強(qiáng)強(qiáng)度低（（C幾乎為0.0kPa）。如果采用用本文提提出的在在邊坡中中下部設(shè)設(shè)置抗滑滑樁加固固處理措措施，雖雖維持了了邊坡的的整體性性穩(wěn)定，，但仍有有在抗滑滑樁以上上和以下下部分堆堆積體里里形成新新的危險(xiǎn)險(xiǎn)滑面的的可能性性。因此此，對(duì)加加固后的的局部穩(wěn)穩(wěn)定性驗(yàn)驗(yàn)算是十十分必要要的。由由于預(yù)先先不知道道危險(xiǎn)滑滑動(dòng)面的的位置，，本課題題采用圓圓弧滑動(dòng)動(dòng)面法進(jìn)進(jìn)行搜索索，并求求出相應(yīng)應(yīng)的安全全系數(shù)。。計(jì)算結(jié)結(jié)果如圖圖2-27～圖圖2-30和表表2-16(Pg32)所示。由圖2-27～圖2-29和表2-16可可以看出出，邊坡坡加樁支支護(hù)后，，在樁以以上坡體體仍存在在局部滑滑動(dòng)面，，該滑面面深度一一般都不不大，最最大深度度約在4-5m以內(nèi)。由圖2-30和表2-16可可以看出出，邊坡坡加樁支支護(hù)后，，在樁以以下坡體體在蓄水水以前是是各剖面面的安全全系數(shù)均均大于1.0,但是蓄蓄水后則則存在局局部滑動(dòng)動(dòng)面可能能性，其其中除SECT11剖面的最最小安全全系數(shù)（（K=1.28））大于1.0外，，而S0、S2及SECT22剖面的安安全系數(shù)數(shù)均小于于1.0，說(shuō)明明極有可可能失穩(wěn)穩(wěn)，其中中SECT22的滑弧深深度較小小，而S0、S2剖面的滑滑弧深度度較大，，最大深深度約在在15m以上。上述局部部穩(wěn)定性性分析計(jì)計(jì)算表明明：在抗抗滑樁以以上靠坡坡頂附近近堆積體體以及抗抗滑樁以以下部分分堆積體體均存在在局部失失穩(wěn)的可可能性。。對(duì)于坡坡頂?shù)木志植坎环€(wěn)穩(wěn)定部位位，由于于天然情情況時(shí)是是穩(wěn)定的的，開(kāi)挖挖和蓄水水的影響響不大，，安全系系數(shù)不足足的可能能原因是是按整體體穩(wěn)定條條件反演演的參數(shù)數(shù)與局部部穩(wěn)定分分析不匹匹配。而而且該部部位即使使蓄水后仍仍位于蓄蓄水位以以上，便便于觀測(cè)測(cè)和處理理，故可可暫時(shí)不不處理，，但應(yīng)在在坡頂適適當(dāng)位置置設(shè)置合合理有效效的排水水系統(tǒng)，，并布置置一定的的監(jiān)測(cè)儀儀器以便便施工期期、運(yùn)行行期的跟跟蹤觀測(cè)測(cè)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)問(wèn)題及及時(shí)處理理。對(duì)于于抗滑樁樁以下部部分堆積積體，受受施工和和運(yùn)行擾擾動(dòng)很大大，且由由于工程程竣工后后處于水水下，因因此，建建議工程程施工期期就應(yīng)采采取加固固補(bǔ)強(qiáng)措措施，在在開(kāi)挖面面以及往往上延伸伸一定區(qū)區(qū)域布置置網(wǎng)格梁梁，使該該部分堆堆積體具具有較好好的穩(wěn)定定性。圖2-27～圖2-29圖2-30抗滑樁以以下堆積積體局部部圓弧滑滑面小結(jié)結(jié)綜上所述述，可以以得出如如下結(jié)論論：天然狀態(tài)態(tài)下，邊邊坡大致致處于穩(wěn)穩(wěn)定安全全系數(shù)為為1.05~1.10的極限限平衡穩(wěn)穩(wěn)定狀態(tài)態(tài)，據(jù)此此反演的的力學(xué)參參數(shù)綜合合反映了了滑面及及堆積體體的特性性，并用用此來(lái)計(jì)計(jì)算分析析邊坡開(kāi)開(kāi)挖完建建、正常常運(yùn)行等等工況的的安全系系數(shù)和設(shè)設(shè)計(jì)相應(yīng)應(yīng)的加固固支護(hù)措措施是合合理的。。開(kāi)挖完建建后未蓄蓄水時(shí)，，邊坡穩(wěn)穩(wěn)定安全全系數(shù)均均大于1.05，滑動(dòng)動(dòng)的可能能性不大大。但是是蓄水對(duì)對(duì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性的的影響顯顯著，各各滑面的的穩(wěn)定安安全系數(shù)數(shù)大都小小于1.0,邊邊坡可可能失穩(wěn)穩(wěn)。通過(guò)對(duì)開(kāi)開(kāi)挖完建建工況、、正常運(yùn)運(yùn)行、正正常運(yùn)行行+地震震工況及及庫(kù)水位位驟降等等幾種工工況的分分析比較較，欲保保證能夠夠在該工工程運(yùn)行行安全可可靠，需需采取適適當(dāng)?shù)募蛹庸讨ёo(hù)護(hù)措施。。通過(guò)分分析，建建議在邊邊坡開(kāi)挖挖前在邊邊坡中下下部設(shè)置置抗滑樁樁以維持持邊坡的的整體穩(wěn)穩(wěn)定在坡腳開(kāi)開(kāi)挖施工工過(guò)程中中抗滑樁樁以下部部分堆積積體是基基本穩(wěn)定定的。由由于穩(wěn)定定性計(jì)算算時(shí)未考考慮開(kāi)挖挖施工的的擾動(dòng)影影響，因因此，為為了確保保工程在在施工過(guò)過(guò)程中的的安全性性，建議議盡可能能在坡腳腳開(kāi)挖時(shí)時(shí)采取分分期開(kāi)挖挖分期支支護(hù)或者者邊開(kāi)挖挖邊支護(hù)護(hù)的辦法法。為了分析析研究設(shè)設(shè)置抗滑滑樁后，，在抗滑滑樁以上上及以下下堆積體體里面形形成局部部滑動(dòng)面面的可能能性，還還進(jìn)行了了圓弧滑滑動(dòng)面搜搜索計(jì)算算，計(jì)算算結(jié)果證證實(shí)了這這種可能能性。建建議抗滑滑樁以上上部分堆堆積體可可考慮設(shè)設(shè)置排水水系統(tǒng)和和布置監(jiān)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)。對(duì)于于抗滑樁樁以下部部分堆積積體采用用布置網(wǎng)網(wǎng)格梁的的加固支支護(hù)方案案。針對(duì)抗滑滑樁方案案，采用用RTM法求出各各種工況況的推力力曲線，，以此為為依據(jù)進(jìn)進(jìn)行抗滑滑樁的設(shè)設(shè)計(jì)，本本次研究究工作確確定了兩兩個(gè)樁方方案，供供設(shè)計(jì)部部門設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)參考考。三二維維有限元元法分析析計(jì)算參數(shù)數(shù)計(jì)算模型型計(jì)算結(jié)果果與分析析小結(jié)巖土名稱天然容重飽和容重浮容重彈性模量泊松比cΦKN/m3KN/m3KN/m3MPaKPa°塊石(高程592.0m以下)19.02111100.35031.5碎石土、坡積物(592.0m以上)18.019.49.430.35521.5滑面18.019.49.47.50.353529.68基巖26.8

50000.3110050.20計(jì)算參數(shù)數(shù)計(jì)算模型型穩(wěn)定性分分析采用降強(qiáng)強(qiáng)度法計(jì)計(jì)算天然然情況下下坡的穩(wěn)穩(wěn)定安全全系數(shù)分分別為1.01，開(kāi)挖挖后邊坡坡的穩(wěn)定定安全系系數(shù)分別別為0.90。。有限元元的計(jì)算算結(jié)果表表明：開(kāi)開(kāi)挖后邊邊坡將會(huì)會(huì)失穩(wěn)，，也與圓圓弧滑動(dòng)動(dòng)面搜索索的計(jì)算算結(jié)果是是一致的的。對(duì)比有限限元法和和剛體極極限平衡衡法的計(jì)計(jì)算結(jié)果果可以看看出，有有限元法法計(jì)算的的安全系系數(shù)比剛剛體極限限平衡法法的計(jì)算算結(jié)果小小，這是是因?yàn)闃O極限平衡衡法主要要考慮邊邊坡整體體穩(wěn)定———即邊邊坡在滑滑面上失失穩(wěn)，有有限元法法中失穩(wěn)穩(wěn)還可能能由于材材料內(nèi)發(fā)發(fā)生大范范圍的屈屈服引起起局部失失穩(wěn)。由由于當(dāng)失失穩(wěn)后，，有限元元無(wú)法繼繼續(xù)計(jì)算算下去。。計(jì)算成果與分分析附圖3-1天天然狀態(tài)下下開(kāi)挖引起邊邊坡變形的位位移等值線變形規(guī)律附圖3-2天天然狀態(tài)下下開(kāi)挖引起邊邊坡變形的位位移矢量圖從位移圖看出出，開(kāi)挖后邊邊坡的變形規(guī)規(guī)律為：開(kāi)挖面附近巖巖體的位移指指向臨空面，，這是由于開(kāi)開(kāi)挖應(yīng)力釋放放后，巖體回回彈所致。開(kāi)挖面以上崩崩塌體近似沿沿滑面方向向向下變形。這這是因?yàn)殚_(kāi)挖挖降低了滑面面的抗滑力，，從而導(dǎo)致開(kāi)開(kāi)挖面以上邊邊坡向下滑動(dòng)動(dòng)。邊坡的最大變變形在610m高程處,最最大位移約為為0.52m，在該處上面巖巖體位移小，，說(shuō)明該處巖巖體處于拉應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)，這這與極限平衡衡分析法計(jì)算算結(jié)果是吻合合的。邊坡的變形是是上面大，下下面小，說(shuō)明明該邊坡的滑滑動(dòng)屬于推移移式滑動(dòng)。因因此可以通過(guò)過(guò)在崩塌堆積積體條件推力力最大處附近近施加抗滑樁樁來(lái)保證邊坡坡的整體穩(wěn)定定性。二維計(jì)算的最最大位移和三三維計(jì)算的結(jié)結(jié)果數(shù)量級(jí)是是相同的，但但是二維計(jì)算算的結(jié)果比三三維的大。原原因可能有以以下3個(gè)方面面：①二維計(jì)算算中沒(méi)有三維維結(jié)構(gòu)的鎖口口效應(yīng)；②二維計(jì)算沒(méi)沒(méi)有支護(hù)，三三維計(jì)算中是是邊開(kāi)挖邊支支護(hù)，有支護(hù)護(hù)效應(yīng)；③二維計(jì)算時(shí)時(shí)，坡頂崩塌塌堆積體采用用最初提供的的力學(xué)參數(shù)。。由于設(shè)計(jì)院院重新勘探，，三維計(jì)算時(shí)時(shí)坡頂?shù)牧W(xué)學(xué)參數(shù)提高到到和坡底一致致。附圖3-3天天然條件下開(kāi)開(kāi)挖后主應(yīng)力力矢量圖應(yīng)力分布規(guī)律律附圖3-5天天然條件下下開(kāi)挖后第二二主應(yīng)力矢量量等值線圖附圖5-36開(kāi)挖坡坡腳時(shí)邊坡內(nèi)內(nèi)主滑面上的的第三主應(yīng)力力等值線圖（（單位:Pa)應(yīng)力隨覆蓋層層厚度的增加加而增加，第第二主應(yīng)力最最大為-9.27MPa在坡面主應(yīng)力力基本上與坡坡面平行，與與坡面垂直方方向主應(yīng)力值值很小。在遠(yuǎn)遠(yuǎn)離坡面的部部位，主應(yīng)力力方向近似鉛鉛垂和水平。。這與實(shí)際是是吻合的。從數(shù)量和分布布規(guī)律上看，，二維計(jì)算的的第二主應(yīng)力力和三維計(jì)算算結(jié)果的第三三主應(yīng)力十分分吻合。附圖3-6天天然條件下開(kāi)開(kāi)挖后屈服區(qū)區(qū)分布圖屈服區(qū)分布規(guī)規(guī)律從屈服區(qū)的分分布圖可以看看出，從最上部到開(kāi)開(kāi)挖面，滑面面和附近崩塌塌體沿滑面方方向塑性區(qū)完完全貫通，說(shuō)說(shuō)明崩塌堆積積體處于一種種失穩(wěn)或臨界界穩(wěn)定狀態(tài)。。在592m高程處崩塌堆堆積體內(nèi)塑性性區(qū)已發(fā)展到到地表，這說(shuō)說(shuō)明崩塌體在在592m高程以上存在在局部失穩(wěn)的的可能。由于于該處塑性區(qū)區(qū)較大，因此此變形也應(yīng)該該比較大，這這與變形分析析的結(jié)果也是是一致的。開(kāi)挖完成后，，邊坡的穩(wěn)定定安全系數(shù)約約為0.90,即邊坡坡將處于失穩(wěn)穩(wěn)狀態(tài)。該邊坡的滑動(dòng)動(dòng)屬于推移式式滑動(dòng)，即坡坡頂變形大，，坡底變形小小。從變形規(guī)律上上，在約610m高程處巖體處處于拉破壞狀狀態(tài)。在約592m高程，崩塌體體的屈服區(qū)從從滑面延伸到到地表，而且且該高程以上上崩塌體內(nèi)出出現(xiàn)大面積的的屈服區(qū)，該該部位存在局局部失穩(wěn)的可可能。小結(jié)結(jié)四初步加固固方案的三維維有限元分分析與評(píng)價(jià)計(jì)算條件及有有限元模型計(jì)算方案計(jì)算結(jié)果與分分析小結(jié)巖土名稱天然容重(kN/m3)浮容重(kN/m3)彈性模量(MPa)泊松比C(kPa)Φ(°)塊石堆積體19.0011.00100.35033上游接觸面粘土（層面）18.009.4050.352018下游接觸面碎石夾土18.009.40100.35026基巖26.80

50000.3110050.2C35的混凝土24.50

315000.167287058.9計(jì)算參數(shù)有限元模型幾何模型和有有限元網(wǎng)格計(jì)算工況及加加載方案分析該邊坡在在施工期、運(yùn)運(yùn)行期的變形形穩(wěn)定性，考考慮如下幾種種計(jì)算工況及及相應(yīng)的荷載載。工況一（天然然工況）：自自重荷載；工況二（施工工期）：樁基基坑開(kāi)挖荷載載→樁體混凝凝土自重→錨錨索的錨固力力→進(jìn)水口邊邊坡開(kāi)挖荷載載工況三（運(yùn)行行期）：正常常運(yùn)行工況(蓄水軟化+浮托力)；；工況四（運(yùn)行行期）：正常常運(yùn)行+地震震工況(蓄水水軟化+浮托托力+地震力力)。計(jì)算上述各工工況時(shí)，工況況一的應(yīng)力結(jié)結(jié)果作為工況況二的初始應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)，工工況二的應(yīng)力力狀態(tài)作為工工況三和工況況四的初始應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)。計(jì)算方案計(jì)算步驟按下述步驟進(jìn)進(jìn)行：1）計(jì)算自重重作用下邊坡坡的初始應(yīng)力力狀態(tài)；2）計(jì)算開(kāi)挖挖樁基坑后邊邊坡的應(yīng)力狀狀態(tài)及變形；；3）考慮樁混混凝土自重，，計(jì)算邊坡的的應(yīng)力狀態(tài)及及變形；4）計(jì)算施加加預(yù)應(yīng)力錨索索的錨固力后后邊坡的應(yīng)力力狀態(tài)及變形形；5）進(jìn)水口開(kāi)開(kāi)挖，計(jì)算出出開(kāi)挖引起邊邊坡的位移變變化、應(yīng)力分分布變化等等；6）考慮正常常蓄水，蓄水水位以下堆積積體的軟化及及浮托作用，，計(jì)算邊坡的的位移變化、、應(yīng)力分布變變化等；7）考慮正常常蓄水和地震震作用，計(jì)算算邊坡的位移移變化、應(yīng)力力分布變化等等；為了便于整理理計(jì)算結(jié)果，，共取了9個(gè)個(gè)剖面，分別別是主滑面、、6個(gè)橫剖面面、2個(gè)輔助助剖面。各剖剖面的位置如如圖所示。計(jì)算結(jié)果與分分析位移分布規(guī)律律開(kāi)挖樁孔時(shí)崩崩塌堆積體的的變形規(guī)律開(kāi)挖樁孔削弱弱了滑面的抗抗滑能力，引引起樁孔上側(cè)側(cè)的崩塌堆積積體下滑移，，從而推動(dòng)下下面的堆積體體向下滑移。。開(kāi)挖樁孔引引起崩塌堆積積體的變形規(guī)規(guī)律為：由于在樁孔上上側(cè)的堆積體體受下游側(cè)的的地勢(shì)高于上上游側(cè)因素的的影響，樁孔孔上側(cè)崩塌堆堆積體的增量量位移方向?yàn)闉檠仄旅嫦蛳孪虑移蛏嫌斡蝹?cè)。樁孔下下側(cè)崩塌堆積積體的增量位位移方向?yàn)檠匮仄旅嬷赶蚱缕碌?。該邊坡的滑移移變形屬于推推移式，由開(kāi)開(kāi)挖樁孔引起起的最大合位位移增量在崩崩塌堆積體靠靠近陡崖的部部位，最大合合位移增量約約為17.00cm。其中x方向的位移增增量約為9.46cm，y方向的位移增增量為-13.75cm，z方向的位移增增量約為-3.25cm?？梢?jiàn)，全部樁樁孔同時(shí)開(kāi)挖挖時(shí)，邊坡的的變形較大，，可能引起局局部失穩(wěn)開(kāi)挖坡腳時(shí)崩崩塌堆積體的的變形規(guī)律開(kāi)挖坡腳削弱弱了滑面的抗抗滑能力，開(kāi)開(kāi)挖面附近巖巖體向臨空面面方向變形，，崩塌堆積體體有明顯的變變形。開(kāi)挖引引起邊坡變形形規(guī)律是：崩塌堆積體主主要表現(xiàn)為沿沿滑床向下滑滑移變形?？箍够瑯渡蟼?cè)堆堆積體的增量量位移方向?yàn)闉橄蛳虑移蛳蛏嫌蝹?cè)。由由于坡腳的開(kāi)開(kāi)挖卸荷，在在堆積體和基基巖開(kāi)挖面上上的增量位移移指向開(kāi)挖臨臨空面方向。。最大合成位移移增量在靠近近下游側(cè)堆積積體靠近陡崖崖的部位，最最大位移增量量約為5.88cm，方向沿坡面背背離開(kāi)挖面向向下，其中x方向的位移增增量約為3.89cm,y方向的位移增增量約為-4.22cm,z方向的位移增增量約為-1.29cm。開(kāi)挖面上崩塌塌堆積體的最最大合成位移移增量為為3.59cm，增量位移指向向臨空面，其其中x方向的位移增增量為0.79cm,y方向的位移增增量約為3.2cm,z方向的位移增增量為為1.42cm。正常蓄水時(shí)崩崩塌堆積體的的變形規(guī)律蓄水的強(qiáng)度軟軟化和浮托作作用，降低了了滑面的抗滑滑能力，導(dǎo)致致邊坡滑移變變形。蓄水引引起的崩塌堆堆積體變形規(guī)規(guī)律為：抗滑樁上側(cè)崩崩塌堆積體的的增量位移方方向?yàn)橄蛳虑仪移蛏嫌蝹?cè)側(cè)。由于水浮浮托作用，正正常蓄水位以以下的堆積體體的位移方向向表現(xiàn)為斜向向上。最大合位移增增量在正常蓄蓄水位以下接接近正常蓄水水位處表面，，最大位移增增量約為10.00cm。其中x方向的位移增增量為-1.83cm，y方向的位移增增量為9.82cm，z方向的位移增增量為0.43cm。正常蓄水位以以上堆積體局局部最大位移移增量靠近陡陡崖的部位，，約為4.81cm.其中x方向的位移增增量為3.27cm，y方向的位移增增量為-3.37cm，z方向的位移增增量為-1.05cm。地震作用時(shí)崩崩塌堆積體的的變形規(guī)律由于考慮地震震作用是采用用的擬靜力法法，即施加水水平方向的體體力。水平方方向的體力引引起邊坡滑移移變形。地震震作用引起的的邊坡變形規(guī)規(guī)律為：抗滑樁上側(cè)崩崩塌堆積體的的增量位移方方向?yàn)檠仄旅婷嫦蛳虑移蛳蛏嫌蝹?cè)。抗抗滑樁下側(cè)的的崩塌堆積體體的增量位移移指向坡底。。由于抗滑樁的的加固作用，，抗滑樁上側(cè)側(cè)崩塌堆積體體的向坡底變變形受到約束束，崩塌堆積積體的變形被被分成兩個(gè)區(qū)區(qū)域。抗滑樁樁以上堆積體體的局部最大大合位移增量量在靠近陡崖崖的部位，最最大位移增量量約為5.04cm。其中x方向的位移增增量為3.67cm，y方向的位移增增量為-3.38cm，z方向的位移增增量為-0.70cm。在抗滑樁以下下的堆積體變變形局部最大大位移增量為為1.38cm。其中x方向的位移增增量為1.18cm，y方向的位移增增量為-0.41cm，z方向的位移增增量為-0.58cm。屈服情況天然狀態(tài)下邊邊坡表面和底底滑面的屈服服區(qū)天然狀態(tài)下邊邊坡主滑面的的屈服區(qū)分布布天然狀態(tài)下邊邊坡橫剖面的的屈服區(qū)分布布挖樁孔后邊坡坡主滑面的屈屈服區(qū)分布比較不同工況況下邊坡的屈屈服區(qū)分布圖圖可以看出，，崩塌堆積體體的屈服區(qū)分分布位置基本本一致。即在坡頂部崩塌塌體屈服區(qū)較較大，寬度和和深度方向基基本上貫通，，坡的中部和和坡底屈服區(qū)區(qū)較小，且主主要分布在崩崩塌體兩側(cè)；；崩塌體靠開(kāi)挖挖面一側(cè)屈服服區(qū)較另側(cè)屈屈服區(qū)大，靠靠開(kāi)挖面一側(cè)側(cè)屈服區(qū)深度度和屈服程度度均大于另一一側(cè)；崩塌體與基巖巖的接觸面大大部分處于屈屈服狀態(tài)；開(kāi)挖面上有較較大的屈服區(qū)區(qū)；基巖沒(méi)有屈服服區(qū)；底滑面上的最最大塑性應(yīng)變變?cè)谏嫌蚊娴牡慕咏马斕幪?，在坡面上上最大塑性?yīng)應(yīng)變?cè)诳拷_(kāi)開(kāi)挖面一側(cè)的的陡崖下面，，同一個(gè)橫斷斷面上，最大大塑性在底滑滑面上，但根根據(jù)隨底滑面面地形的變化化，最大塑性性應(yīng)變的位置置有變化。從從整體上看，，最大塑性應(yīng)應(yīng)變?cè)诘谆婷嫔?；考慮開(kāi)挖、蓄蓄水和地震作作用，由于采采用樁加固后后開(kāi)挖坡腳，，崩塌堆積體體底滑面的屈屈服區(qū)范圍增增加不大，但但同一點(diǎn)處的的塑性變形均均增加較大。。盡管計(jì)算表明明加固后開(kāi)挖挖、蓄水和地地震作用下邊邊坡整體處于于穩(wěn)定狀態(tài)，，但是從屈服服區(qū)分布看，，在開(kāi)挖面附附近堆積體屈屈服區(qū)較大，，存在局部失失穩(wěn)的可能性性，尤其是蓄蓄水后。可以以考慮在開(kāi)挖挖面施加網(wǎng)格格梁進(jìn)行坡面面支護(hù)，且盡盡可能采用跳跳挖施工。此此外還要注意意的是，崩塌塌體的坡頂有有較大的屈服服區(qū)，開(kāi)挖、、蓄水和地震震作用時(shí)，塑塑性變形較大大導(dǎo)致崩塌體體變形較大，，容易誘發(fā)局局部失穩(wěn)。天然狀態(tài)下主主滑面上的第第一主應(yīng)力等等值線圖(單單位：Pa)邊坡的應(yīng)力分分布規(guī)律天然狀態(tài)下主主滑面上的第第三主應(yīng)力等等值線圖(單單位：Pa)開(kāi)挖樁孔時(shí)主主滑面上的第第三主應(yīng)力等等值線圖(單單位：Pa)開(kāi)挖坡腳時(shí)主主滑面上的第第三主應(yīng)力等等值線圖(單單位：Pa)(a)第一主應(yīng)力（（b）第三主應(yīng)力開(kāi)挖坡腳時(shí)輔輔助剖面1的的主應(yīng)力等值值線圖(單位位：Pa)應(yīng)力分布規(guī)律律為：邊坡應(yīng)力水平平隨著埋深的的增加而增大大；天然狀態(tài)態(tài)下堆積體內(nèi)內(nèi)最大壓應(yīng)力力為0.5690MPa，最大拉應(yīng)力為為0.0153MPa，最大拉應(yīng)力在在堆積體上游游側(cè)接近坡頂頂處。由于樁孔處堆堆積體地應(yīng)力力水平不高，，而且樁孔開(kāi)開(kāi)挖量也不多多，因此開(kāi)挖挖樁孔對(duì)邊坡坡整體的應(yīng)力力分布規(guī)律影影響不大，只只影響樁孔附附近應(yīng)力，在在樁孔底部出出現(xiàn)應(yīng)力集中中現(xiàn)象，但應(yīng)應(yīng)力水平仍然然也較低，應(yīng)應(yīng)力集中最大大壓應(yīng)力為0.5290MPa。由于坡腳處開(kāi)開(kāi)挖體為地表表部分，其應(yīng)應(yīng)力水平本身身不高，開(kāi)挖挖對(duì)邊坡整體體的應(yīng)力分布布規(guī)律影響很很小。只是對(duì)對(duì)開(kāi)挖面附近近影響較明顯顯，坡腳開(kāi)挖挖后，在坡腳腳壓應(yīng)力略有有減小，減少少的最大量為為0.0419MPa.。模擬蓄水過(guò)程程，采用的是是降低強(qiáng)度參參數(shù)和加浮托托力的方法，，處于水位線線以下的崩塌塌堆積體及附附近巖體的主主應(yīng)力水平略略有降低。模擬地震作用用采用的擬靜靜力法，即采采用加水平方方向體力的辦辦法，對(duì)整體體應(yīng)力分布有有一定影響，，使全場(chǎng)的第第一主應(yīng)力水水平略有增加加。開(kāi)挖+正常蓄蓄水+地震作作用下1#~14#樁的變形示意意圖（單位：：m）（變形放大1000倍）樁的變形與應(yīng)應(yīng)力分布情況況開(kāi)挖、開(kāi)挖+正常蓄水、、開(kāi)挖+正常常蓄水+地震震作用下7#和8#樁在x方向上的變形形示意圖。開(kāi)挖+正常蓄蓄水作用下，，安全系數(shù)設(shè)設(shè)定為1.15時(shí)，所有有樁的變形示示意圖（單位：m）（變形放大1000倍）樁體變形主要要表現(xiàn)彎扭變變形，即向x和z兩個(gè)方向產(chǎn)生生變形，但以以x方向的變形為為主。在開(kāi)挖+正常常蓄水+地震震作用下，樁樁的最大變形形為1.1776cm(其中x方向的位移約約為1.1216cm，z方向的位移約約為-0.2897cm)。在開(kāi)挖+正常常蓄水作用下下，安全系數(shù)數(shù)設(shè)定為1.15時(shí)，樁樁的最大變形形為0.9495cm(其中x方向的位移0.8522cmz方向的位移約約為-0.3681cm)。開(kāi)挖、開(kāi)挖+正常蓄水、、開(kāi)挖+正常常蓄水+地震震作用下，8#樁產(chǎn)生的變形形最大，最大大合位移分別別為：0.3109cm、0.4154cm和1.1776cm。開(kāi)挖+正常蓄蓄水作用下，，安全系數(shù)設(shè)設(shè)定為1.15時(shí)樁樁內(nèi)屈服區(qū)的的分布圖7#樁中的sy的分布情況(單位：Pa)9#樁的sy的分布情況(單位：Pa)x方向（即主滑滑面方向）的的推力在7#樁上產(chǎn)生的剪剪力和彎矩圖圖z方向（即垂直直于主滑面方方向）的推力力在7#樁上產(chǎn)生的剪剪力和彎矩圖圖x方向（即主滑滑面方向）的的推力在9#樁上產(chǎn)生的剪剪力和彎矩圖圖z方向（即垂直直于主滑面方方向）的推力力在9#樁上產(chǎn)生的剪剪力和彎矩圖圖樁的屈服區(qū)均均在滑面所處處的位置，最最大屈服區(qū)深深度小于樁厚厚度的1/2且處于拉應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)，屬屬于拉屈服。7#樁內(nèi)sy最大拉應(yīng)力值值約為2.10MPa,最大壓應(yīng)力約約為3.80Mpa，位于樁與滑面面交界處，具具體位置見(jiàn)附附圖2-90。9#樁內(nèi)sy最大值約為2.68MPa，最大壓應(yīng)力約約為7.73MPa，位于樁與滑面面交界處，具具體位置見(jiàn)附附圖2-90。x方向的推力力在7#樁上產(chǎn)生的的總推力約約為8126KN，樁底剪力為為4526KN。在樁下側(cè)最最大彎矩為為15948KN.m，，在靠近推力力一側(cè)樁底底的最大彎彎矩為12926KN.m。。z方向的推力力7#樁上產(chǎn)生的的總推力約約為1105KN，樁底剪力為為1105KN。在靠近推力力一側(cè)樁底底的最大彎彎矩為10113KNx方向的推力力在9#樁上產(chǎn)生的的總推力約約為5914KN，樁底剪力為為4114KN。在樁背離推推力一側(cè)最最大彎矩為為4112KN.m，，在靠近推力力一側(cè)樁底底的最大彎彎矩為17385KN。z方向的推力力在9#樁上產(chǎn)生的的總推力約約為384KN，樁底剪力為為384KN。在靠近推力力一側(cè)樁底底的最大彎彎矩為3327KN.m。。綜上所述，，樁滿足抵抵抗邊坡下下滑力和變變形的要求求，但樁內(nèi)內(nèi)拉應(yīng)力較較大，切出出現(xiàn)了拉屈屈服。這是是由于進(jìn)行行有限元計(jì)計(jì)算時(shí)未考考慮樁的配配筋作用，，雖然配筋筋不能阻止止樁體受拉拉區(qū)混凝土土的開(kāi)裂，，但可以有有效地限制制裂縫的寬寬度和延伸伸，從而大大大提高樁樁的承載能能力。因此此，在樁的的設(shè)計(jì)中必必須重視配配筋計(jì)算。。由于抗滑滑樁有扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)效應(yīng)，需需配置抗扭扭鋼筋，必必要時(shí)適當(dāng)當(dāng)加大樁的的截面尺寸寸。小結(jié)結(jié)采用加抗滑滑樁的加固固方案，坡坡腳開(kāi)挖后后邊坡整體體上基本是是穩(wěn)定的，，但在坡腳腳開(kāi)挖面處處存在局部部失穩(wěn)的可可能性，尤尤其是蓄水水后。此外外坡頂也存存在局部失失穩(wěn)的可能能性。開(kāi)挖樁孔后后，邊坡的的最大合位位移增量在在崩塌堆積積體頂部靠靠近陡崖處處，最大合合位移增量量約為17.00cm，方向沿坡面面向下且偏偏向上游側(cè)側(cè)。開(kāi)挖坡腳后后，崩塌堆堆積體的開(kāi)開(kāi)挖面最大大合位移增增量約為3.59cm，方向指向臨臨空面?？箍够瑯兑陨仙隙逊e體最最大合位移移約為5.88cm，方向向下且且偏向下游游側(cè)。蓄水后，處處于水位面面以下的崩崩塌堆積體體最大位移移增量約為為10.00cm，方向向上且且偏向坡頂頂?？够瑯稑渡蟼?cè)堆積積體最大合合位移增量量約為4.81cm，方向沿坡面面向下且偏偏向上游側(cè)側(cè)。地震作用下下，抗滑樁樁上側(cè)的堆堆積體最大大合位移增增量約為5.04cm，方向沿坡面面向下且偏偏向上游側(cè)側(cè)?？够瑯稑断聜?cè)的堆堆積體最大大合位移增增量約為1.38cm，方向指向坡坡腳。與天然狀態(tài)態(tài)相比，開(kāi)開(kāi)挖、蓄水水和地震作作用時(shí)邊坡坡內(nèi)的屈服服區(qū)擴(kuò)展不不顯著，但但屈服程度度（即塑性性應(yīng)變）有有所增大。。坡頂附近近堆積體和和開(kāi)挖面附附近堆積體體的屈服區(qū)區(qū)較大，堆堆積體中部部和下部屈屈服區(qū)較小小且主要分分布在崩塌塌堆積體兩兩側(cè)。挖樁孔、挖挖坡腳、蓄蓄水和地震震作用對(duì)邊邊坡整體應(yīng)應(yīng)力分布和和應(yīng)力水平平影響不大大。樁內(nèi)的拉應(yīng)應(yīng)力較大，，而且出現(xiàn)現(xiàn)了明顯的的拉屈服區(qū)區(qū)。建議根根據(jù)實(shí)際情情況采取配配筋和增大大樁的截面面面積來(lái)改改善樁的拉拉應(yīng)力狀況況；由于布樁較較多而且比比較密集，，樁孔開(kāi)挖挖引起邊坡坡的變形較較大，可能能在成孔時(shí)時(shí)誘發(fā)邊坡坡失穩(wěn)，建建議間隔開(kāi)開(kāi)挖成孔或或分期開(kāi)挖挖成孔。盡管加樁后后邊坡整體體上基本穩(wěn)穩(wěn)定，但是是從屈服區(qū)區(qū)和變形上上可以看出出，在坡頂頂屈服區(qū)較較大在寬度度和深度方方向基本貫貫通，而且且下部稍有有擾動(dòng)，坡坡頂變形都都有較大的的變形。因因此，抗滑滑樁以上的的堆積體存存在局部失失穩(wěn)的可能能。在開(kāi)挖挖面上屈服服區(qū)較大，，堆積體又又是松散結(jié)結(jié)構(gòu)，因此此在開(kāi)挖面面也很容易易出現(xiàn)局部部失穩(wěn)。五、優(yōu)化加加固方案的的三維有限限元

分析析與評(píng)價(jià)優(yōu)化后的加加固方案幾何模型及及有限元網(wǎng)網(wǎng)格計(jì)算方案計(jì)算結(jié)果與與分析小結(jié)結(jié)優(yōu)化加固方方案編號(hào)斷面寬(mm)斷面高(mm)Z120004000Z220004000Z320004000Z430004000Z530005000Z630005000Z730005000Z830005000Z930005000Z1030005000Z1130005000Z1230005000Z1330004000Z1420004000Z1520004000幾何模型及及有限元網(wǎng)網(wǎng)格計(jì)算參數(shù)（（略）計(jì)算工況及及加載方案案分析在天然然狀態(tài)下、、施工期、、運(yùn)行期等等情況下該該邊坡的變變形與穩(wěn)定定性，考慮慮如下幾種種計(jì)算工況況及相應(yīng)的的荷載。工況一（天天然工況））：自重荷荷載；工況二（施施工工況））：進(jìn)水口口邊坡開(kāi)挖挖荷載→施施加網(wǎng)格梁梁(施加均均勻的面力力)→下面面一排樁基基坑開(kāi)挖荷荷載→下面面一排樁體體的形成→→上面一排排樁基坑開(kāi)開(kāi)挖荷載→→上面一排排樁體的形形成工況三（運(yùn)運(yùn)行期）：：正常運(yùn)行行工況(蓄蓄水軟化+浮托力)；計(jì)算上述各各工況時(shí)，，工況一的的應(yīng)力結(jié)果果作為工況況二的初始始應(yīng)力狀態(tài)態(tài)，工況二二的應(yīng)力狀狀態(tài)作為工工況三的初初始應(yīng)力狀狀態(tài)。計(jì)算方案計(jì)算步驟考慮合理地地模擬施工工過(guò)程及上上述計(jì)算工工況要求，，進(jìn)行有限限元計(jì)算時(shí)時(shí)，按下述述步驟進(jìn)行行：1)計(jì)算算自重作用用下邊坡的的初始應(yīng)力力狀態(tài)；2)進(jìn)水水口開(kāi)挖，，開(kāi)挖面施施加網(wǎng)格梁梁，計(jì)算出出開(kāi)挖引起起邊坡的位位移變化、、應(yīng)力分布布變化等；；3)計(jì)算算開(kāi)挖下面面一排樁基基坑后邊坡坡的應(yīng)力狀狀態(tài)及變形形；4)考慮慮下面一排排樁混凝土土自重，計(jì)計(jì)算邊坡的的應(yīng)力狀態(tài)態(tài)及變形；；5)計(jì)算算開(kāi)挖上面面一排樁基基坑后邊坡坡的應(yīng)力狀狀態(tài)及變形形；6)考慮慮上面一排排樁混凝土土自重，計(jì)計(jì)算邊坡的的應(yīng)力狀態(tài)態(tài)及變形；；7)考慮慮正常蓄水水，蓄水位位以下堆積積體的軟化化及浮托作作用，計(jì)算算邊坡的位位移變化、、應(yīng)力分布布變化等；計(jì)算結(jié)果與與分析位移分析開(kāi)挖坡腳時(shí)時(shí)崩塌堆積積體的變形形規(guī)律由于開(kāi)挖坡坡腳削弱了了堆積體的的抗滑穩(wěn)定定能力，開(kāi)開(kāi)挖面附近近巖體向臨臨空面方向向變形，崩崩塌堆積體體有明顯的的變形。從從附圖5-1~5-9可以看看出，由坡坡腳開(kāi)挖引引起的崩塌塌堆積體變變形規(guī)律為為：坡腳開(kāi)挖后后，崩塌堆堆積體主要要表現(xiàn)為沿沿滑床向下下滑移變形形?？够瑯稑渡蟼?cè)堆積積體的增量量位移方向向?yàn)橄蚱孪孪虑移蛏仙嫌蝹?cè)。由由于坡腳的的開(kāi)挖卸荷荷，在堆積積體和基巖巖開(kāi)挖面上上的增量位位移均指向向開(kāi)挖臨空空面方向。。最大合成位位移增量在在靠近下游游側(cè)堆積體體靠近陡崖崖的部位，，最大合成成位移增量量約為17.46cm，其中x方向的位移移增量約為為9.69cm,y方向的位移移增量約為為-14.15cm,z方向的位移移增量約為為-3.28cm。開(kāi)挖面上崩崩塌堆積體體的最大合合成位移增增量為為3.95cm，增量位移指指向臨空面面，其中x方向的位移移增量為1.50cm,y方向的位移移增量約為為-2.76cm,z方向的位移移增量為為為-2.40cm。開(kāi)挖樁孔時(shí)時(shí)崩塌堆積積體的變形形規(guī)律由于開(kāi)挖樁樁孔削弱了了滑面的抗抗滑能力，，引起樁孔孔上側(cè)的崩崩塌堆積體體下滑移，，從而推動(dòng)動(dòng)堆積體向向下滑移。。從附圖5-10~5-25可以看出出，由于開(kāi)開(kāi)挖樁孔引引起崩塌堆堆積體的變變形規(guī)律為為：由于在樁孔孔上側(cè)的堆堆積體受下下游側(cè)的地地勢(shì)高于上上游側(cè)因素素的影響，，樁孔上側(cè)側(cè)崩塌堆積積體的增量量位移方向向?yàn)檠仄旅婷嫦蛳虑移蛏嫌蝹?cè)側(cè)。樁孔下下側(cè)崩塌堆堆積體的增增量位移方方向?yàn)檠仄缕旅嬷赶蚱缕碌?。該邊坡的滑滑移變形屬屬于推移式式，開(kāi)挖下下面一排樁樁的樁基坑坑時(shí)，由開(kāi)開(kāi)挖樁孔引引起的最大大合位移增增量在崩塌塌堆積體靠靠近陡崖的的部位，最最大合位移移增量約為為11.24cm。其中x方向的位移移增量約為為7.03cm，y方向的位移移增量為-8.50cm，z方向的位移移增量約為為-2.14cm。開(kāi)挖上面一一排樁的樁樁基坑時(shí)，，由開(kāi)挖樁樁孔引起的的最大合位位移增量在在崩塌堆積積體靠近陡陡崖的部位位，最大合合位移增量量約為6.20cm。其中x方向的位移移增量約為為4.11cm，y方向的位移移增量為-4.44cm，z方向的位移移增量約為為-1.37cm。由于開(kāi)挖上上面一排樁樁基坑時(shí)，，下面的抗抗滑樁已經(jīng)經(jīng)澆筑形成成，在開(kāi)挖挖上面一排排樁孔時(shí)已已起抗滑作作用，因此此盡管兩次次開(kāi)挖樁基基坑的開(kāi)挖挖量相差不不大，但第第二次開(kāi)挖挖引起的崩崩塌體變形形明顯變小小。此外，，我們還計(jì)計(jì)算兩排樁樁同時(shí)開(kāi)挖挖的模擬分分析，同時(shí)時(shí)開(kāi)挖的位位移為21.32cm，比分兩次開(kāi)開(kāi)挖的累積積位移大3.684cm，因此分排開(kāi)開(kāi)挖樁基坑坑施工較為為合理，同同時(shí)建議開(kāi)開(kāi)挖同一排排樁孔時(shí)還還應(yīng)考慮間間隔施工。。正常蓄水時(shí)時(shí)崩塌堆積積體的變形形規(guī)律由于水庫(kù)正正常蓄水后后對(duì)正常水水位以下巖巖體強(qiáng)度軟軟化和浮托托作用，降降低了滑面面的抗滑能能力，導(dǎo)致致邊坡滑移移變形。從從附圖5-26~34可以看看出，蓄水水引起的崩崩塌堆積體體變形規(guī)律律為：與前面工況況相似，抗抗滑樁上側(cè)側(cè)崩塌堆積積體的增量量位移方向向?yàn)橄蛳虑仪移蛏嫌斡蝹?cè)。由于于水浮托作作用，正常常蓄水位以以下的堆積積體的位移移方向表現(xiàn)現(xiàn)為斜向上上。最大合位移移增量在正正常蓄水位位以下接近近正常蓄水水位處表面面，最大合合成位移增增量約為8.82cm。其中x方向