G107唐琳 浙江上三高速K43某滑坡整治監(jiān)測和模擬 浙江大學(xué)ppt課件

1、浙江上三高速浙江上三高速K43某滑坡整治某滑坡整治監(jiān)測與模擬監(jiān)測與模擬報告人：唐琳導(dǎo)師：唐曉武浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院2021.11.28目錄目錄一、工程概略一、工程概略1.1 地形地貌地形地貌1.2 地層巖性地層巖性1.3 整治方案簡介整治方案簡介1.4 監(jiān)測方案簡介監(jiān)測方案簡介二、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析二、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析三、邊坡整治前后數(shù)值模擬分析三、邊坡整治前后數(shù)值模擬分析3.1 邊坡數(shù)值模擬模型及其物理力學(xué)參數(shù)邊坡數(shù)值模擬模型及其物理力學(xué)參數(shù)3.2 程度排水管數(shù)值模擬分析程度排水管數(shù)值模擬分析3.3 各整治措施數(shù)值模擬分析各整治措施數(shù)值模擬分析四、結(jié)論四、結(jié)論 一、工程概略一、工程概略1.1 地形地貌

2、地形地貌本邊坡位于上三高速公路本邊坡位于上三高速公路嵊州段嵊州段K43+280- K43+380，曹娥江東側(cè)丘陵坡腳。曹娥江東側(cè)丘陵坡腳。 2021年年8月月15日，邊坡在臺日，邊坡在臺風(fēng)風(fēng)“莫拉克呵斥的繼續(xù)降莫拉克呵斥的繼續(xù)降雨影響下，構(gòu)成滑坡。雨影響下，構(gòu)成滑坡。滑坡體平面形狀沿高速公滑坡體平面形狀沿高速公路南北向長約路南北向長約100 m，寬度約寬度約30-50 m，主滑方位，主滑方位240，與公路，與公路53斜交斜交一、工程概略一、工程概略 1.2 地層巖性地層巖性 地層巖性自老到地層巖性自老到新分別為：新分別為： 上侏羅統(tǒng)大爽組上侏羅統(tǒng)大爽組J3d，紫紅色、，紫紅色、灰紫色晶屑凝灰灰

3、紫色晶屑凝灰?guī)r；巖； 第三系上新統(tǒng)嵊第三系上新統(tǒng)嵊縣組縣組N2s，玄武巖；玄武巖； 第四系殘坡積層，第四系殘坡積層，含粘性土碎石，含粘性土碎石，層厚層厚1-3m。 31YX體坡滑速高三上測站302928272625242322212019181716151413121110987654321水位管2水位管1水位管3水位管圖例監(jiān)測點排水管2009-8-312009-9-142009-9-282009-10-122009-10-262009-11-9012345時間/年-月-日地下水埋深/m-15-12-9 降雨強度 地下水埋深降雨強度1.3 整治方案簡介整治方案簡介1、對已發(fā)生滑坡的區(qū)、對已發(fā)生

4、滑坡的區(qū)段后緣進(jìn)展卸載。段后緣進(jìn)展卸載。2、采用無錨桿、采用無錨桿、C25混凝土框格梁嵌入坡面，混凝土框格梁嵌入坡面，埋深埋深30 cm。3、在第三級坡面打設(shè)、在第三級坡面打設(shè)PVC程度排水管。成孔程度排水管。成孔直徑直徑10 cm，排水管外，排水管外徑徑8 cm，平均長度按，平均長度按30 m計。水量密集部計。水量密集部位間距位間距2 m。2009-8-312009-9-142009-9-282009-10-12 2009-10-262009-11-9012345時間/年-月-日降雨強度 降雨強度豎向位移 水平位移-10010203040位移值/mm1.4監(jiān)測方案簡介監(jiān)測方案簡介 1、地下水

5、位的變化監(jiān)測。量測各水位管中潛水面到管口的間隔。 2、地表位移監(jiān)測。共31個測點。 二、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析二、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析對處于臨滑形狀的類土質(zhì)邊坡而言，降雨強度、地下水位與坡體位移的變化有著良好的對應(yīng)關(guān)系。 本次監(jiān)測中，經(jīng)過分析各項監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化趨勢，預(yù)告了坡體后緣的再次部分滑坡。 2021年11月12日起，繼續(xù)多天中雨，導(dǎo)致滑坡體后緣25、26、27監(jiān)測點變形速率增大，水位管中水位繼續(xù)上升。該區(qū)域于11月15日發(fā)生部分滑坡。二、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析二、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析 尚岳全教師提出將降雨量用一個定性的值表示，為量綱1的量。 將各水位管中測得的地下水埋深取為負(fù)值，繪制部分滑坡前，降雨強度與地下水位關(guān)系。兩天

6、內(nèi)水位上升1.7m。0204060801001.031.041.051.061.071.081.09FsL/m二、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析二、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析 降雨強度及監(jiān)測點位移的關(guān)系如圖。 可見降雨呵斥滑坡體變形速率急劇增大，且不收斂，程度變形速率達(dá)6mm/d，豎向變形速率達(dá)4mm/d。最終導(dǎo)致滑坡體后緣部分滑塌。 2009-10-312009-11-282009-12-262010-1-232010-2-202010-3-20-14-12-10-8-6-4-2地下水埋深/m時間/年-月-日 水位管1 水位管2 水位管301234567 降雨強度三、邊坡整治前后數(shù)值模擬分析三、邊坡整治前后數(shù)值模擬分析3.

7、1邊坡數(shù)值模擬模型及其物理邊坡數(shù)值模擬模型及其物理力學(xué)參數(shù)力學(xué)參數(shù)上三高速嵊州段滑坡發(fā)生在第上三高速嵊州段滑坡發(fā)生在第四系殘坡積土層與第三系上新四系殘坡積土層與第三系上新統(tǒng)全風(fēng)化玄武巖中，屬于類土統(tǒng)全風(fēng)化玄武巖中，屬于類土質(zhì)邊坡質(zhì)邊坡 如不思索地質(zhì)不延續(xù)面的存在如不思索地質(zhì)不延續(xù)面的存在和影響，其坡體變形破裂面普和影響，其坡體變形破裂面普通呈圓弧或似圓弧狀。因此，通呈圓弧或似圓弧狀。因此，模擬時采用圓弧形破壞面，模擬時采用圓弧形破壞面，M-P法計算平安系數(shù)。法計算平安系數(shù)。采用采用GeoStudio軟件中的軟件中的SEEP/W、SLOPE/W，分別對，分別對坡體不同工況下的地下水形狀坡體不同工

8、況下的地下水形狀與穩(wěn)定性進(jìn)展分析。與穩(wěn)定性進(jìn)展分析。 2009-10-30 2009-11-27 2009-12-252010-1-222010-2-192010-3-19-12-10-8-6-4-2時間/年-月-日 地下水埋深 測點位移地下水埋深/m0510152025測點位移/mm表表1 計算模型物理力學(xué)參數(shù)表計算模型物理力學(xué)參數(shù)表地層重度/( kN/m3)粘聚力c/kPa內(nèi)摩擦角/() 滲透系數(shù)k/(m/s)含粘性土碎石19.02616.59.210-6中風(fēng)化玄武巖26.75300292.810-9強風(fēng)化凝灰?guī)r29.1200252.510-104.2 程度排水管數(shù)值模擬分析程度排水管數(shù)值

9、模擬分析排水管模擬位置取實踐打設(shè)位置。初始地下水位設(shè)為排水管施工前測得的水位。管邊境為零流量邊境，管內(nèi)資料設(shè)為空資料。經(jīng)過改動排水管長度，察看平安系數(shù)的變化。由于排水管剛度較小，不計其對土體強度的影響。采用穩(wěn)態(tài)計算，得到排水管長度與坡體平安系數(shù)的關(guān)系 。NoImage排水管長度與平安系數(shù)關(guān)系圖排水管長度與平安系數(shù)關(guān)系圖 監(jiān)測結(jié)果證明，邊坡打設(shè)30m程度排水管后，地下水位受降雨影響程度降低，坡體變形速率降低，邊坡整體趨于穩(wěn)定 水位管打設(shè)2021年11月17日后，地下水埋深與降雨強度關(guān)系 水位管2中地下水埋深與監(jiān)測點11位移關(guān)系NoImageNoImage4.3 各整治措施數(shù)值模擬分析各整治措施數(shù)

10、值模擬分析 上三邊坡嵊州段滑坡治理采用的主要措施有：削坡、素混凝土框格、30m程度排水管。 對三者的作用效果進(jìn)展模擬，分別計算各措施單獨作用與共同作用下的坡體穩(wěn)定性。 混凝土框格按加載于其覆蓋面上的均布壓力計算。 表2 混凝土框格參數(shù)表混凝土強度等級外框邊長/cm內(nèi)框邊長/cm埋深/cm重度/kNm-3C252151653023表表3 各工程措施平安系數(shù)對比表各工程措施平安系數(shù)對比表 三者共同下的平安系數(shù)增長率比各自單獨作用的增長率之和大，闡明各措施組合后作用效果更好。工況工況安全系數(shù)安全系數(shù)安全系數(shù)安全系數(shù)增長（）增長（）初始初始1.036/削坡削坡1.1379.75框格框格1.0491.25水平排水管水平排水管1.0531.64削坡削坡+框格框格1.14910.91削坡削坡+水平排水管水平排水管1.15811.78削坡削坡+框格框格+水平排水管水平排水管1.17113.03結(jié)論結(jié)論 1監(jiān)測結(jié)果闡明，繼續(xù)大強度降雨會引起坡體內(nèi)地下水位升高，導(dǎo)致坡體位移加速，甚至部分滑坡。程度排水管將降雨呵斥的滑坡體內(nèi)積水及時疏干，減弱降雨對邊坡穩(wěn)定性的影響。 2隨著排水管長度添加，