边坡稳定性分析一直是工程人员及极为关注的研究课题,通常会涉及到水利、土木、交通、矿山等诸多工程领域,能否正确分析和评价边坡的稳定性对于工程顺利进行、施工人员安全以及降低建设费用起着至关重要的作用。本文首先介绍了边坡稳定性分析常用方法、国内外研究现状以及岩土体本构模型;然后结合实际工程,以斯里兰卡卡卢河大坝Q1石料场边坡为例,基于有限差分软件FLAC3D分别对边坡在开挖、岩体损伤和降雨入渗等工况下的稳定性进行了计算分析,得到如下主要成果:(1)根据斯里兰卡卡卢河大坝Q1石料场边坡的地质条件,提出了 6种开挖方案,并利用ANSYS建立了相应的数值模型,基于强度折减法和FLAC3D对边坡在不同开挖方案下的应力、变形及稳定性进行了分析。一、三、五开挖方案的计算结果显示:当开挖坡度逐渐放缓,边坡的应力和变形均不断减小,安全系数随之提高;当预留岩埂后(即二、四、六开挖方案),相比无岩埂时,边坡的应力和变形有所减小,安全系数有所提高,表明放缓边坡和预留岩埂有利于维持边坡的稳定性。考虑到卡卢河大坝建设所需石料较多,开挖工作量很大,在确保Q1石料场边坡稳定性满足要求的前提下,通过综合对比分析,初步选择方案二和方案三作为拟采取开挖方案。(2)针对方案二和方案三,分析了Q1石料场边坡岩体发生损伤后在不同开挖阶段的稳定性:即随着开挖不断进行和损伤范围的不断增大,边坡应力和变形不断增加,安全系数随之降低;边坡保留体的损伤程度越大,其稳定性越差。即岩体爆破岩体损伤对边坡稳定性存在不利影响,但方案二边坡最小安全系数约为1.13,方案三最小安全系数为1.37,两种方案下均未见明显塑性区,表明边坡仍能处于稳定状态。(3)针对方案二和方案三,进一步分析了降雨工况下边坡的稳定性:即受降雨入渗影响,边坡坡表位置逐渐出现高饱和度区,随着降雨持续发生,坡表高饱和区中的水在重力下渗入坡体,分布范围逐渐增大;降雨初期对边坡变形量和安全系数存在较大影响,但两种方案下边坡均处于稳定状态。考虑到方案二预留岩埂会增加施工难度,且稳定性相对较低,故最终选用方案三作为卡卢河大坝Q1石料场边坡开挖方案。此方案下,后续工程进展顺利,大坝按期竣工,料场边坡至今未发生明显变形或失稳破坏。