河北地质大学 河北石家庄 050031
摘要：滑坡是一种常见的突发地质灾害，尤其是降雨型滑坡更为频发。基于位移数据的坡体稳定性分析评价方法是一种最直接有效的途径，本文采用数值分析软件对某边坡建立了数值模型，分析了坡体位移的变化规律以及坡体位移与坡体损伤及稳定性的关系。
关键词：降雨型滑坡；位移；稳定性；数值模拟
1引言
滑坡是一种常见的突发地质灾害，也是一种重要的环境地质问题。滑坡的稳定性受坡体的物质条件、结构条件、环境条件三方面综合影响，滑坡物质结构条件是滑坡本身固有的，它们的特性决定着滑坡的稳定状况，但它们又都是相对稳定的；环境条件最为活跃，是诱发滑坡发生的因素，诱发滑坡的环境条件主要是降雨、地震、人类活动。大量统计资料表明，绝大多数的滑坡是发生在降雨期间或降雨之后，降雨原因引起的滑坡称为降雨型滑坡。滑坡是一种严重的边坡变形现象，它的发生一方面取决于边坡自身的基础条件，另一方面与边坡受到的营力作用有关。在营力作用方面，降雨尤其是暴雨是滑坡活动最重要的触发因素。降雨作为外部作用，导致坡体内部强度指标的降低，进一步引起稳定性下降。滑坡预报的方法或手段有很多，但最有效的是位移监测，用这一手段可以研究边坡位移场的动态变化，反映这种动态变化的基本曲线是位移～时间曲线。并且以往的研究方法中仅能通过位移监测资料大致判别坡体变形处于哪个阶段，据此预估坡体稳定状态，无法通过位移监测资料确定坡体的稳定系数。因此可以尝试借助位移监测时间曲线与数值分析位移曲线对比分析确定坡体稳定状态 与稳定系数大小。
2 FLAC基本原理
FLAC软件的基本原理是拉格朗日差分法，它可以模拟岩土或其它材料的三维力学行为。模型经过网格剖分，物理网格映射成数学网格，数学网格上的某个结点就与物理网格上相应的结点坐标相对应。对于某一个结点而言，在每一时刻它受到来自其周围区域的合力的影响。如果合力不等于零，结点具有了失稳力，就要产生运动。假定结点上集中有连接该结点的质量，于是在失稳力作用下，根据牛顿定律，结点就要产生加速度，进而可以在一个时步中求得速度和位移的增量。对于每一个区域而言，可以根据其周围结点的运动速度求得它的应变率，然后根据材料的本构关系求得应力的增量。由应力增量求出t和t+Δt时刻各个结点的不平衡力和各个节点在t+Δt时的加速度。对加速度进行积分，即可得出结点的新的位移值，由此可求得各结点新的坐标值。同时，由于物体的变形，单元要发生局部的平均整旋，只要计算相应的应力改正值，最后通过应力叠加就可得到新的应力值。至此计算为一个循环，然后按时步进行下一轮的计算，如此一直进行到问题收敛。
3 数值分析
3.1算例
3.2结果分析
经过数值分析，折减系数为1.09时，算法收敛，塑性区从坡脚贯通至破顶。折减系数为1.91时，塑性区虽然贯通，但算法不收敛，坡脚水平位移迅速增大，产生滑坡。因此根据失稳判别标准确定该边坡稳定系数为：1.09。
随着折减系数的增加，强度指标逐渐降低，坡体不断的进入新的平衡状态，坡体位移呈现缓慢增大趋势，当折减系数接近坡体稳定系数时，位移增加速度变快，当折减系数等于稳定系数时，位移急剧增大，表明此时塑性区已经完全贯通，坡体进入临界状态。
4结论
1）降雨型堆积层滑坡的位移与坡体的强度密切相关，随着强度的逐渐降低，坡体位移逐渐增大。
2）坡体的滑动面随着外部因素的影响逐渐损伤导致强度指标降低，强度指标降低引起坡体位移的增大，因此坡体的位移变化规律反映了坡体滑动面渐进损伤的规律。随着位移的增加，损伤逐渐增大。
3）通过数值分析可知，坡体的稳定性不是静态的，而是动态的，是与时间有关的参数。位移随时间的变化能够反映出坡体稳定性的这种时间性。因此借助位移监测曲线拟合数值分析位移曲线，可确定坡体所处稳定状态及稳定系数大小。
参考文献：
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基金项目：河北省教育厅资助科研项目（Z2013125）
论文作者:罗会来
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期
论文发表时间:2018/1/10
标签：位移论文; 滑坡论文; 结点论文; 系数论文; 稳定性论文; 数值论文; 稳定论文; 《建筑学研究前沿》2017年第21期论文;