茂县某厂区西侧滑坡的发展演化过程与位移反分析研究

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茂县某厂在2011年修建厂区时对西侧的边坡进行开挖,导致西侧边坡开始出现变形,随即对边坡采取锚拉桩的方式进行治理,但治理效果并不理想,在2011~2018年间出现数次较大变形,滑坡规模不断扩大,抗滑桩严重倾斜,锚索失效,接着在2018年施加应急锚索进行治理,但滑坡仍在缓慢地变形,因此,对该滑坡的发展演化过程和各个阶段的滑坡参数研究就显得十分重要。本文以茂县某厂区西侧滑坡为研究对象,结合相关资料以及现场调查对滑坡的发展演化过程进行分析;基于位移反分析理论,运用结构力学法和数值模拟法对滑坡的粘聚力c和内摩擦角φ进行参数反演。本文主要工作内容如下:(1)在滑坡现场踏勘期间对滑坡的要素、裂缝分布、支挡结构物的变形等变形迹象进行调查和统计。依据调查内容和前期勘察报告,对滑坡在2011年到2018年期间的演化过程进行定性分析,并将滑坡发展过程分为滑坡形成阶段、缓慢变形阶段、加速变形阶段和减速变形阶段,分析滑坡在各个阶段形成原因以及影响因素。(2)针对滑坡变形较突出的三个阶段进行位移反分析,以滑坡前缘抗滑桩的变形为切入点,建立结构力学计算模型,根据实测的抗滑桩桩顶位移以及桩身测斜数据反演抗滑桩受到的滑坡推力,接着对滑坡的主剖面进行条分,运用传递系数法计算不同的c、φ样本组合下的滑坡最后一个条块的下滑力,并使最后条块的下滑力与反算的抗滑桩推力相等,此时满足要求的c、φ组合并非唯一解。再引入无量纲参数λ,确定滑坡的抗剪参数c和φ的唯一反演值。将反演值带入新增的抗滑桩进行计算,计算值与实测值相对误差为7.7%,表明反演结果较为合理。(3)建立滑坡的MIDAS/GTS三维有限元模型,运用黄金分割法构造反演参数样本,以位移目标函数反映计算值与实测值的误差,通过不断迭代计算,使目标函数满足精度要求,取此时计算的c、φ值为反演结果。在锚索失效阶段,对不同深度的岩土体参数进行反演,结果显示抗剪参数存在空间分布的差异性,越靠近滑动面,岩土体的抗剪参数值越低。建立包含新增抗滑桩的数值模型,带入反演值进行计算,取受荷段不同深度的计算位移值与实测位移值进行比较,其相对误差在8%~19%。
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