论文部分内容阅读
目前矿渣堆积形成的矸石山在矿产资源性城市区域内广泛分布,占用了大量的土地资源。随着公路、铁路等线性交通工程建设规模的不断扩大,大量的矸石山因位于其选址范围内而受到影响,形成了矿渣堆积型边坡。该类边坡由于自身堆积高度过高、坡度过大,组成物质以松散粗粒为主,密实度较低,在受到坡脚开挖、坡顶堆载等人为工程活动影响和降雨造成水体侵蚀作用时,极易发生坍塌、泥石流、滑坡等地质灾害。本文以阜新市南环路K13-14段滑坡为例,采用现场调查、现场实验、室内试验与数值模拟相结合的方法,对该滑坡组成物质的应力应变特性进行了研究,以此为基础,进一步对该类型边坡的滑动机理和影响因素进行了研究分析,并提出了防治意见。取得了以下成果:(1)通过对阜新市南环路K13-14段滑坡进行现场调查,获得了该滑坡周边区域相关的自然、经济和人类活动的相关信息,并通过分析研究区域的地形地貌特征、地层分布情况、各地层岩土体物理力学性质、地下水分布情况、地质构造条件及人类工程活动情况共6个方面的内容,确定了阜新市南环路K13-14段滑坡的工程地质环境条件和滑坡的基本特征。(2)根据现场调查确定的滑坡特征,结合钻探、测斜仪和地表位移观测成果,获得了滑坡物质组成、坡体内部结构特征、滑坡特征分布情况和坡体变形状态。通过测斜仪观测成果结合极限平衡法的计算结果,初步推测出该滑坡存在2处滑动面。根据地表位移观测成果结合坡体表面滑动特征,对滑体所在区域进行了分区,从而能够更有效的描述该滑坡的滑动变形情况。(3)通过现场试验,确定了阜新市南环路K13-14段滑坡组成岩土体的天然密度、含水率和天然级配曲线。通过对野外采集试样重新进行室内筛分试验,采用等量替代的方法,模拟出适用于大直径三轴剪切试验的颗粒级配曲线,根据该曲线确定了试样的最大干密度和最优含水率,并基于以上参数配置了试验需要的试样,开展了大直径的三轴剪切试验,分析不同围压条件下,该类型粗粒的应力-应变特性、变形特性和抗剪强度特征。(4)通过综合利用Autocad、Gocad、Surfer和Flac3D软件,建立了阜新市南环路K13-14段滑坡的三维数值模型,并基于Flac3D对该滑坡变形失稳过程进行了数值模拟分析,通过分别模拟坡顶土方回填和水体入渗两种情况下坡体的变形情况,得出该滑坡发生滑动的主要原因为坡顶土方回填,而水体入渗加速了坡体的滑动速度。(5)借助颗粒流PFC2D软件,选取滑坡的主剖面,建立模型,考虑坡顶土方回填过程和水体入渗过程对滑坡的影响,对滑坡的变形破坏过程进行了模拟,并对计算过程中各级台阶的位移情况进行监测,获得了滑坡滑动过程中不同位置的实时变化情况,与Flac3D的分析计算结果进行了对比分析。同时,计算结果也验证了滑坡滑动原因和滑动带分布情况的推论。(6)对该滑坡的防治措施提出了建议,提出采用削坡与抗滑桩结合的方式防止坡体再次发生滑动,采用夯填裂缝和绿化坡面的方式防止水体入渗边坡。