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        基于FLAC3D的寒區(qū)正融土坡穩(wěn)定性數(shù)值模擬分析

        2013-08-22 07:44:36劉振國(guó)
        交通科技與經(jīng)濟(jì) 2013年4期
        關(guān)鍵詞:土坡剪應(yīng)變土質(zhì)

        劉振國(guó)

        (黑龍江省龍建路橋第一工程有限公司,黑龍江 哈爾濱 150000)

        滑坡是一種嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害,給人類的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)重大隱患。季節(jié)冰凍區(qū)土質(zhì)邊坡在溫度荷載作用下,由于土體內(nèi)水分的遷移以及土體自重的影響,常在春融期發(fā)生淺層滑坡,嚴(yán)重威脅著公路運(yùn)營(yíng)的安全。目前,許多學(xué)者對(duì)季凍區(qū)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了研究,土坡內(nèi)部的正凍土與融化土之間存在交界面,隨著凍融循環(huán)作用,該界面處有大量自由水積聚,導(dǎo)致土體抗剪強(qiáng)度明顯低于土坡內(nèi)其它部位。采用數(shù)值模擬的方法分析其極限狀態(tài),有助于對(duì)季凍區(qū)土坡滑移進(jìn)行更深入的了解,并對(duì)邊坡的設(shè)計(jì)以及健康監(jiān)測(cè)提供一定數(shù)據(jù)借鑒。

        FLAC(Fast Lagrangian Analysis of Continua)即連續(xù)介質(zhì)快速拉格朗日分析,是一種基于拉格朗日差分方法的顯式有限差分程序,也是巖土力學(xué)計(jì)算的重要數(shù)值方法之一。采用此分析方法,以溫度為外加荷載,對(duì)季凍區(qū)正融土質(zhì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性模擬分析。通過結(jié)果分析其破壞形態(tài)的同時(shí),確定邊坡內(nèi)部受力及變形最不利位置,為季凍區(qū)正融土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)提供理論借鑒。

        1 邊坡數(shù)值模型的建立

        1.1 土坡幾何結(jié)構(gòu)形式

        本文所設(shè)計(jì)的邊坡坡度為1∶1,其深度應(yīng)為10m,假設(shè)邊坡內(nèi)部土質(zhì)均勻。具體的土質(zhì)邊坡模型尺寸如圖1所示。

        1.2 材料模型及參數(shù)

        土樣的本構(gòu)模型選用經(jīng)典的摩爾-庫(kù)侖(Mohr-Coulomb Model)彈塑性模型。土樣的具體參數(shù)為:容重γ=20kN/m3,內(nèi)摩擦角φ=20°,粘聚力c=40kPa,彈性模量E=20MPa,泊松比μ=0.3,土的初始含水量為22%。在模擬運(yùn)算過程中,重力加速度取9.8m/s2,熱傳遞系數(shù)取1.25。

        由于安全系數(shù)隨土樣剪脹角的增大而增加,為分析土質(zhì)邊坡在最不利情況下的極限狀態(tài),本模擬選用的土體剪脹角為ψ=20°。

        1.3 邊界條件

        Flac3D的邊界條件為速度邊界條件。邊坡底部采取約束x,y,z三向邊界條件,兩側(cè)邊界約束水平速度,本文是平面應(yīng)變問題,因此,在y方向進(jìn)行整體約束。

        由于本文進(jìn)行土坡正融分析,土坡和氣溫的初始溫度均為-5℃,升溫過程設(shè)計(jì)為溫度由-5℃升高至10℃,分析融化過程中土體邊坡內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。并根據(jù)土質(zhì)邊坡內(nèi)部剪應(yīng)變的變化趨勢(shì)和分布情況,判斷邊坡是否達(dá)到滑移的極限狀態(tài)。

        1.4 土坡破壞判定標(biāo)準(zhǔn)

        有限差分軟件FLAC內(nèi)置強(qiáng)度折減法命令。土坡穩(wěn)定性的主要指標(biāo)是土體的抗剪強(qiáng)度,而剪應(yīng)變率可以直接反映土體在抗剪時(shí)的狀態(tài)。以坡內(nèi)剪應(yīng)變?cè)雎实姆植壳闆r以及土坡網(wǎng)格點(diǎn)的速度矢量來(lái)表示剪切破壞的位置和形態(tài)。

        2 數(shù)值模擬結(jié)果分析

        采用FLAC3D進(jìn)行了28525步強(qiáng)度折減循環(huán)后,得到了邊坡的極限平衡狀態(tài),以下內(nèi)容分別對(duì)正融土坡的破壞形式、x方向滑移量以及土坡的內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)等方面進(jìn)行分析。

        2.1 正融土坡的破壞形式分析

        基于有限差分法的仿真結(jié)果,提取正融土質(zhì)邊坡內(nèi)廣義剪應(yīng)變?cè)隽?,并繪制其分布示意圖,如圖2所示。

        從圖2中可以明顯看出,剪應(yīng)變幅值為1×e-1的廣義剪應(yīng)變區(qū)域在邊坡中已經(jīng)貫通,說明潛在的滑動(dòng)面位于該剪應(yīng)變?cè)隽控炌ǖ膮^(qū)域,而且剪塑區(qū)已經(jīng)形成,邊坡將發(fā)生失穩(wěn)破壞,此時(shí)的折減系數(shù)即安全系數(shù)為1.31。

        為更方便地觀察剪應(yīng)變?cè)隽吭谕疗聝?nèi)部的分布,分析潛在滑移面的位置,圖3給出了剪應(yīng)變?cè)隽康膯卧疽鈭D。圖3中根據(jù)廣義剪應(yīng)變?cè)隽康呢灤﹨^(qū)域,采用黑色實(shí)線標(biāo)出了潛在滑移面的位置。

        圖3 剪應(yīng)變?cè)隽康膯卧疽鈭D

        為分析邊坡的失穩(wěn)破壞的位置,從模擬結(jié)果中提取代表邊坡網(wǎng)格點(diǎn)滑移趨勢(shì)的速度矢量,如圖4所示。

        圖4 邊坡滑移的速度矢量示意圖

        根據(jù)圖4可知,邊坡靠近坡面處的淺層土體自坡頂開始,滑移的速度矢量逐漸加大,且方向逐漸偏向邊坡表面一側(cè),滑動(dòng)趨勢(shì)越加明顯,證明潛在滑動(dòng)面處已經(jīng)發(fā)生了滑移破壞。

        2.2 正融土坡的滑移量分析

        通常對(duì)土坡的監(jiān)測(cè)常常以位移量作為直接監(jiān)測(cè)參數(shù),因此,從模擬結(jié)果中提取土坡x方向的位移量,并推測(cè)滑動(dòng)破壞面的位置,如圖5所示。

        圖5 土坡x方向的位移量

        由圖5可知,土坡滑移自坡頂至下部位移量逐漸增加,滑移量呈明顯的分層分布。在臨界狀態(tài)下,最大位移值為6.7821×e-1mm,發(fā)生在坡腳處。

        2.3 土坡內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)分析

        為分析土坡最終破壞時(shí)內(nèi)部ZZ平面處的應(yīng)力分布狀況,特提取土坡內(nèi)部該平面的主應(yīng)力云圖,如圖6所示。

        圖6 土坡內(nèi)部ZZ平面主應(yīng)力云圖

        ZZ平面主應(yīng)力云圖顯示,邊坡內(nèi)部應(yīng)力分布明顯呈現(xiàn)分層形式,且土坡表層應(yīng)力值相對(duì)較小,應(yīng)力值由表層向下應(yīng)力逐漸增大,且均為壓應(yīng)力。

        3 結(jié) 論

        基于有限差分法,建立季凍區(qū)土質(zhì)邊坡的實(shí)體模型,通過改變界面上下參數(shù)的方法對(duì)土坡內(nèi)部?jī)鋈诮缑孢M(jìn)行模擬,并得出如下結(jié)論:

        1)通過自編Fish程序設(shè)計(jì)土坡內(nèi)部的溫度梯度場(chǎng),較好地模擬了土坡融化過程,計(jì)算得出其內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變以及滑移速度矢量關(guān)系。

        2)隨著融化深度的逐漸增大,土坡剪應(yīng)變較大增量的分布區(qū)域逐漸增加,坡體滑動(dòng)的趨勢(shì)越加明顯,最終土坡沿剪應(yīng)變?cè)隽控炌▍^(qū)域發(fā)生滑動(dòng)失穩(wěn)破壞。

        3)模擬結(jié)果顯示,季凍區(qū)正融土坡極限狀態(tài)下的滑移破壞形式為,靠近坡頂處滑移面近似為平行于坡面的平面,坡底部滑移面為圓弧面。

        4)本文僅考慮了單次溫度作用對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響,經(jīng)多次凍融循環(huán)后土坡穩(wěn)定性有待于進(jìn)一步研究。

        [1] 劉紅軍,王丕祥.公路土質(zhì)邊坡凍融失穩(wěn)穩(wěn)定性分析[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006(38):764-766.

        [2] 馬蘋林,朱明,王建華.有限差分法在邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用[J].中國(guó)礦山工程,2008,37(5):19-22.

        [3] 李新平.基于FLAC3D的改進(jìn)邊坡極限狀態(tài)確定方法[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2005,24(增2):5287-5291.

        [4] 連欣,何承義.路基邊坡土釘支護(hù)的應(yīng)用與數(shù)值分析[J].交通科技與經(jīng)濟(jì),2012(5):4-6.

        [5] 李曉鴻.陳雨條件下邊坡穩(wěn)定性分析及滑坡防治措施[J].交通科技與經(jīng)濟(jì),2012(5):9-11.

        [6] 遲世春,關(guān)立軍.基于強(qiáng)度折減的拉格朗日差分方法分析土坡穩(wěn)定性[J].巖土工程學(xué)報(bào),2004,26(1):42-46.

        [7] 欒茂田,武亞軍,年廷凱.強(qiáng)度折減有限元法中邊坡失穩(wěn)的塑性區(qū)判據(jù)及其應(yīng)用[J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào),2003,23(3):1-8.

        [8] 王志偉,王庚蓀.裂隙性粘土邊坡漸進(jìn)性破壞的FLAC模擬[J].巖土力學(xué),2005,26(10):1637-1640.

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