›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (11): 3235-3242.doi: 10.16285/j.rsm.2015.11.027

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

基于岩土材料软化特性的滑坡多级滑动面分析方法研究

薛海斌1,党发宁1,尹小涛2,雷 曼3,杨 超1   

  1. 1. 西安理工大学 岩土工程研究所,陕西 西安 710048;2. 中国科学院武汉岩土力学研究所,湖北 武汉 430071; 3. 陕西建工机械施工集团有限公司,陕西 西安 710043
  • 收稿日期:2015-07-20 出版日期:2015-11-11 发布日期:2018-06-14
  • 作者简介:薛海斌,男,1988年生,博士研究生,主要从事边坡稳定性分析方法及岩土工程数值仿真等方面的研究工作。
  • 基金资助:

    陕西省科技统筹创新工程重点实验室项目(No.2014SZS15-Z01);水利部公益性行业科研专项基金资助项目(No.201501034-04);国家自然科学基金资助项目(No.41202226)。

Research on analytical method of multi-slip surfaces of landslide based on softening characteristics of geomaterial

XUE Hai-bin1, DANG Fa-ning1, YIN Xiao-tao2, LEI Man3, YANG Chao1   

  1. 1. Institute of Geotechnical Engineering, Xi'an University of Technology, Xi'an, Shaanxi 710048, China; 2. Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071, China; 3. Scegc Mechanized Construction Group Company Ltd, Xi'an, Shaanxi 710043, China
  • Received:2015-07-20 Online:2015-11-11 Published:2018-06-14
  • Supported by:

    Project supported by the Key Laboratory for Science and Technology Co-ordination & Innovation Projects of Shaanxi Province (Grant No.2014SZS15-Z01), Special Funds for Public Industry Research Projects of the Ministry of Water Resources (Grant No.201501034-04) and the National Natural Science Foundation of China (Grant No.41202226).

摘要: 在实际工程中,滑坡经常呈现出多级破坏的特征,而一般计算和设计中仅关注最危险的滑动面及对应的最小安全系数,这往往遗留安全隐患。在考虑岩土材料软化特性的基础上,借助FLAC3D和Matlab软件平台构建了无需人工干预便可有效模拟与评价滑坡多级破坏的理论框架。以旬阳县党家坝廉租房小区滑坡为例,通过对塑性剪应变、塑性拉应变、剪切应变增量等特征变量的渐进发展规律分析发现:滑坡多级滑动面的形成,其时间和空间顺序并不一定相对应。各级滑动面在时间上按产生的先后顺序依次为第1级主滑面、第2级主滑面、次级滑面;而在空间上按照从前到后的顺序依次为第1级主滑面、次级滑面、第2级主滑面。从计算所得的滑坡最终破坏形态中发现,坡体内部出现的滑动面条数与现场采集的拉裂缝数基本保持一致;第1级主滑面的入口位置与滑坡前缘拉裂缝位置基本吻合;而第2级主滑面及次级滑面的位置与现场勘查到的拉裂缝位置出现偏差。从材料参数的渐进发展规律中发现,滑面上强度参数的分布及大小均随着滑面的产生、发展而逐渐变化,其变化区间为峰值强度到残余强度,这是此方法可以有效模拟多级滑动面形成过程与各级滑动面之间相互影响的核心所在。借助矢量和法成功地实现了基于滑面上强度参数渐进发展规律的安全系数演化过程的确定。通过对安全系数演化过程的分析发现,在滑坡多级滑动面的形成过程中安全系数大小顺序呈现出3种不同的状态,这很好地揭示了各级滑动面在形成过程中的主、被动关系。

关键词: 软化特性, 多级滑动面, 渐进发展, 矢量和法, 安全系数

Abstract: Landslide often exhibits characteristics of multi-stage destruction in practical engineering. However, the most dangerous slip surface and corresponding minimum safety factor are only concerned in general computing and design, this often leaves security risk. Considering the softening characteristics of geomaterial, a theoretical framework of effective simulation and evaluation of landslide multi-stage destruction is established with FLAC3D and Matlab software platform. Taken landslide in low-rent housing area of Dangjiaba in Xunyang county as an example, the process of forming multi-slip surfaces is revealed by progressive evolution of plastic shear strain, plastic tensile strain and shear strain increment and so on. It is shown that time and space sequences are not necessarily corresponding sequence. The temporal sequences of multi-slip surfaces are first-class main slip surface, second-class main slip surface and sub-slip surface; the spatial sequence is first-class master slip surface, sub-slip surface and second-class main slip surface. The number of slip surfaces is equal to the number of tension cracks in collecting on-site. The entry location of first-class main slip surface is in excellent agreement with the tension crack in the frontal part of landslide, but the positions of second-class master slip surface and sub-slip surface have little error with the tension crack on-site. The distribution and magnitude of strength parameters in the slip surfaces gradually change with the development of slip surface from peak strength to residual strength, this is the root reason why the multi-slip surfaces of landslide can be simulated effectively. The evolution of vector sum safety factors according the temporospatial distribution of material parameters in the multi-slip surfaces is obtained. It turns out that there are three different sequences of safety factors in the process of forming the multi-slip surfaces of landslide. It illustrates the active and passive relationships among all slip surfaces in the formation process.

Key words: softening characteristics, multi-slip surfaces, progressive evolution, vector sum method, safety factor

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