高填方机场土体强度试验与边坡稳定性研究

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边坡的稳定性问题一直是工程人员关注的焦点,近年来山地机场的兴建已经成为一种趋势,深挖高填工程,高陡边坡随即产生。抗剪强度作为土的重要力学性质指标,为边坡稳定性分析提供了重要参数,因此,从工程的安全,经济角度出发,精准的求得土体抗剪强度显得尤为重要。另外,由于不同的边坡稳定性分析方法所得到的结果不一,因此合理的选择边坡稳定性分析方法也是工程安全实施的必要前提。  本文基于某山地机场建设工程,通过对原状土不同方位取样,分析出土体抗剪强度随深度、角度的变化规律,总结出了近似经验公式,并且在此基础上运用不同的边坡稳定性分析方法对机场区域内典型断面进行了边坡稳定性分析。  首先,在该工程区域内的梁峁区、冲沟区根据土的各向异性取96组384个试样进行试验,试样结果表明:1.粘聚力c随着深度的增大非线性增加;2.对于具有水平、略倾斜层理的土体c值随角度的增大线性增大;3.不考虑含水量影响时,内摩擦角φ随深度的增大线性增加;4.考虑含水量影响时内摩擦角φ随深度的增大呈先减小后增大趋势。  其次,以某滑坡为工程实例,通过地表土取样和滑带土取样确定两种土体抗剪强度参数,分别利用极限平衡理论和有限元强度折减法进行边坡稳定性分析。通过极限平衡理论分析发现:随深度的增加含水量增加,至滑带土层时含水量急剧增加,土体抗剪强度急剧减小,进而稳定性系数大幅下降。有限元强度折减法分析了静力工况与降雨工况两种情况,分析发现:降雨工况较静力工况水平位移增大、稳定性系数变小;同时,两种工况在土体抗剪强度变小后稳定性系数均有所减小。此外,相比两种稳定性分析方法,极限平衡理论分析出的稳定性系数较有限元强度折减法小,工程中偏安全,工程实际中应综合考虑两种方法,共同判别土体稳定性。
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