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摘要：本次研究采用FLAC-3D软件对该边坡进行模拟获取边坡滑动迹线，并计算边坡剩余下滑力，再用理正软件对该次分析的有效性进行验证，结果表明FLAC-3D在這次模拟中具有工程可靠性，模拟结果可以作为边坡支护设计的依据。
关键词：公路；边坡稳定性；模拟；flac-3D
0 前言
路堑高边坡稳定性是公路建设中不可避免的重大工程问题，边坡的破坏与失稳是岩土工程的重大灾害之一。边坡稳定性是一个多因素共同作用的复杂系统工程，是公路设计施工过程中不可避免的一个棘手问题，研究其破坏类型、机理、稳定性以及防治措施具有现实意义[1]。
治理滑坡应先进行稳定性分析，再计算边坡剩余下滑推力。近年来，国内外公路设计人员对边坡稳定性进行研究的方法主要有定性分析法与定量分析法两大类，采用较多的是极限平衡法和有限元强度折减法、模糊数学、粒子群优化算法等[2-3]。这些方法都是以定性和定量因素的评价相结合来确定边坡的稳定性。当开挖高度大，边坡卸荷作用明显时，其稳定性用路基规范推荐的极限平衡分析方法加以评价并不能完全反映边坡卸载的实际情况。
随着电脑及岩土工程设计软件的发展，采用结合数值分析的多种分析手段进行边坡稳定性分析已经成为现实，其中就包括FLAC-3D软件。该软件的开发及应用，大大减少了设计人员的工作量，提高了设计效率和设计成果的准确性，具有极高的推广价值。
1 工程概况
某高速公路存在一处边坡曾发生多次坍塌。该处边坡覆盖第四系残坡积土粉质粘土，厚度薄。大部分地段出露强风化基岩，岩性为冷家溪群（Pt1n）浅变质砂质板岩。经现场调查和室内岩石力学实验可得该边坡各项影响稳定性指标数据统计值如表 1：
2 边坡稳定性计算
本次研究中主要根据边坡地质地形图及岩石物理力学参数，采用FLAC-3D计算软件运用有限差分法对边坡进行稳定性分析，获取边坡滑移迹线，并以滑移迹线利用条分法计算边坡剩余下滑力，利用理正岩土软件中的边坡稳定分析程序进行剩余下滑推力验证。
2.1边坡稳定性分析
根据摩尔—库仑模型，考虑在边坡坡顶后20m及边坡左右两侧施加约束进行边坡模拟，建立数值模拟三维模型（图1）。该模型中红色部分、绿色部分、蓝色部分分别代表强风化板岩、强风化炭质页岩、中风化板岩。
图1 边坡三维模型图 图2 边坡滑动剪切应变增量图
通过软件计算可获得边坡滑移迹线（图2）。边坡安全系数计算值为0.93，边坡不稳定，将发生牵引式滑坡。
2.2滑体剩余下滑力
边坡滑体滑移迹线条分处理后可得滑坡推力计算示意图（图3）。
该边坡滑体运动形式可近似看作平动，前后各条块倾角变化不大，可认定为基本符合传递系数法的假定[4]的边坡。在通过计算获得边坡下滑滑移迹线后，对滑体进行条块划分，再用传递系数法进行边坡剩余下滑推力的求解计算。
将第i个滑块分离体取作研究对象，将其滑面上将各力沿法向及面向进行分解，可得：
将 沿第i个条块的法向及面向进行分解之后可得：
假定第i条块静力平衡，则有：
采用表格法对边坡剩余下滑推力T进行计算，取安全系数K=1.20，可求得其计算结果（表2）。
从以上表格可以看出，最大剩余下滑推力：242 kN/m，安全系数为0.86。
2.3理正软件验算
理正岩土边坡稳定分析软件已经被成熟地应用到工程设计中，利用计算程序自动搜索最不利滑动面。本文运用该软件中的边坡稳定分析程序对边坡稳定性分析进行二维边坡稳定性验算，原始数据见表1。
图4 理正软件边坡计算结果
经理正软件计算得到原始边坡稳定性分析结果如图4。边坡总的下滑力为238KN，抗滑力为212KN，剩余下滑推力为260KN，滑动安全系数为0.89。该计算结果与用快速拉格朗日有限差分法和传递系数法相结合的方法所获得的边坡稳定性分析结果基本上相符。
边坡最大剩余下滑推力取传递系数法所得结果240 kN/m，该边坡不稳定，与工程实际情况相符合。
3 结语
（1）本研究运用工程地质和岩石力学数值模拟技术，对某高速深挖边坡稳定性进行分析。通过FLAC-3D软件对边坡进行模拟，获取边坡滑动迹线，以软件模拟结果作为基础数据计算出边坡剩余下滑力。
（2）运用理正软件对flac-3D的运算结果进行检验表明：采用flac-3D对该该高速公路深挖边坡进行模拟具有工程可行性和可靠性。
（3）FLAC-3D软件对边坡稳定性进行分析科学方便，其计算结果可以做为基础数据进行边坡加固治理措施的研究，缩短了公路设计周期，保证了公路施工的安全性。
参考文献：
[1] 曹平，林杭，李江腾等. 竹城公路层状岩质边坡的稳定性研究[J]. 中南大学学报，2009（3）：774-779.
[2] 邬凯，曹建军，李佳. 朱雀洞滑坡降雨成灾过程模拟[J]. 中外公路，2013（33）：51-54.
[3] 徐 飞，刘造保.基于PSO-SVM的岩石边坡稳定性预测[J].三峡大学学报（自然科学版），2010，32（6）：61-65.
[4] 何木.基于传递系数法的边坡稳定性可靠度分析及应用[D]. 硕士学位论文，成都：成都理工大学，2010.
关键词：公路；边坡稳定性；模拟；flac-3D
0 前言
路堑高边坡稳定性是公路建设中不可避免的重大工程问题，边坡的破坏与失稳是岩土工程的重大灾害之一。边坡稳定性是一个多因素共同作用的复杂系统工程，是公路设计施工过程中不可避免的一个棘手问题，研究其破坏类型、机理、稳定性以及防治措施具有现实意义[1]。
治理滑坡应先进行稳定性分析，再计算边坡剩余下滑推力。近年来，国内外公路设计人员对边坡稳定性进行研究的方法主要有定性分析法与定量分析法两大类，采用较多的是极限平衡法和有限元强度折减法、模糊数学、粒子群优化算法等[2-3]。这些方法都是以定性和定量因素的评价相结合来确定边坡的稳定性。当开挖高度大，边坡卸荷作用明显时，其稳定性用路基规范推荐的极限平衡分析方法加以评价并不能完全反映边坡卸载的实际情况。
随着电脑及岩土工程设计软件的发展，采用结合数值分析的多种分析手段进行边坡稳定性分析已经成为现实，其中就包括FLAC-3D软件。该软件的开发及应用，大大减少了设计人员的工作量，提高了设计效率和设计成果的准确性，具有极高的推广价值。
1 工程概况
某高速公路存在一处边坡曾发生多次坍塌。该处边坡覆盖第四系残坡积土粉质粘土，厚度薄。大部分地段出露强风化基岩，岩性为冷家溪群（Pt1n）浅变质砂质板岩。经现场调查和室内岩石力学实验可得该边坡各项影响稳定性指标数据统计值如表 1：
2 边坡稳定性计算
本次研究中主要根据边坡地质地形图及岩石物理力学参数，采用FLAC-3D计算软件运用有限差分法对边坡进行稳定性分析，获取边坡滑移迹线，并以滑移迹线利用条分法计算边坡剩余下滑力，利用理正岩土软件中的边坡稳定分析程序进行剩余下滑推力验证。
2.1边坡稳定性分析
根据摩尔—库仑模型，考虑在边坡坡顶后20m及边坡左右两侧施加约束进行边坡模拟，建立数值模拟三维模型（图1）。该模型中红色部分、绿色部分、蓝色部分分别代表强风化板岩、强风化炭质页岩、中风化板岩。
图1 边坡三维模型图 图2 边坡滑动剪切应变增量图
通过软件计算可获得边坡滑移迹线（图2）。边坡安全系数计算值为0.93，边坡不稳定，将发生牵引式滑坡。
2.2滑体剩余下滑力
边坡滑体滑移迹线条分处理后可得滑坡推力计算示意图（图3）。
该边坡滑体运动形式可近似看作平动，前后各条块倾角变化不大，可认定为基本符合传递系数法的假定[4]的边坡。在通过计算获得边坡下滑滑移迹线后，对滑体进行条块划分，再用传递系数法进行边坡剩余下滑推力的求解计算。
将第i个滑块分离体取作研究对象，将其滑面上将各力沿法向及面向进行分解，可得：
将 沿第i个条块的法向及面向进行分解之后可得：
假定第i条块静力平衡，则有：
采用表格法对边坡剩余下滑推力T进行计算，取安全系数K=1.20，可求得其计算结果（表2）。
从以上表格可以看出，最大剩余下滑推力：242 kN/m，安全系数为0.86。
2.3理正软件验算
理正岩土边坡稳定分析软件已经被成熟地应用到工程设计中，利用计算程序自动搜索最不利滑动面。本文运用该软件中的边坡稳定分析程序对边坡稳定性分析进行二维边坡稳定性验算，原始数据见表1。
图4 理正软件边坡计算结果
经理正软件计算得到原始边坡稳定性分析结果如图4。边坡总的下滑力为238KN，抗滑力为212KN，剩余下滑推力为260KN，滑动安全系数为0.89。该计算结果与用快速拉格朗日有限差分法和传递系数法相结合的方法所获得的边坡稳定性分析结果基本上相符。
边坡最大剩余下滑推力取传递系数法所得结果240 kN/m，该边坡不稳定，与工程实际情况相符合。
3 结语
（1）本研究运用工程地质和岩石力学数值模拟技术，对某高速深挖边坡稳定性进行分析。通过FLAC-3D软件对边坡进行模拟，获取边坡滑动迹线，以软件模拟结果作为基础数据计算出边坡剩余下滑力。
（2）运用理正软件对flac-3D的运算结果进行检验表明：采用flac-3D对该该高速公路深挖边坡进行模拟具有工程可行性和可靠性。
（3）FLAC-3D软件对边坡稳定性进行分析科学方便，其计算结果可以做为基础数据进行边坡加固治理措施的研究，缩短了公路设计周期，保证了公路施工的安全性。
参考文献：
[1] 曹平，林杭，李江腾等. 竹城公路层状岩质边坡的稳定性研究[J]. 中南大学学报，2009（3）：774-779.
[2] 邬凯，曹建军，李佳. 朱雀洞滑坡降雨成灾过程模拟[J]. 中外公路，2013（33）：51-54.
[3] 徐 飞，刘造保.基于PSO-SVM的岩石边坡稳定性预测[J].三峡大学学报（自然科学版），2010，32（6）：61-65.
[4] 何木.基于传递系数法的边坡稳定性可靠度分析及应用[D]. 硕士学位论文，成都：成都理工大学，2010.