基于安全系数对某软土滑坡成因研究论文_黄成志

中船勘察设计研究院有限公司 上海市 200063

摘要:本文以某软土滑坡为例,通过实地勘察及工程地质结构力学理论分析,最终发现,在填荷载作用下,工程场地内会形成剪切式与牵引式两种不同形式的滑坡。滑坡前、后,该软土滑坡土层力学性能会发生显著变化。尤其是该软土滑坡滑动区内的土层粘聚力明显下降。研究结果表明,软土滑坡未进行堆载预压处理时,其稳定性将大大降低。对此,施工前,必须采用抗滑桩对软土滑坡进行堆载处理,从而保证工程边坡结构安全、稳定。

关键词:安全系数;软土滑坡;成因

本文所分析的工程地质地貌主要由滩涂、剥蚀残丘和滨海平原组成。场地地层土质类型由下到上分别为含砾砂粉质粘土、上更新统粘性土、粘性土、浅海相沉积淤泥质土及第四系全新统滨海相沉积淤泥质土。因该场地新建驳岸土方回填时形成了大面积滑坡。所以,本文通过对滑坡前、后土体物理学性能参数进行对比,以此找出该软土滑坡产生的具体成因。

1.基于安全系数的软土滑坡现象描述与成因分析

1.1 第一次软土滑坡现象描述

本工程先后经历两次滑坡,第一次滑坡较为严重。由于工程施工爆破需要,该施工区域岸侧位置塘渣回填作业中,回填堆载过大,产生第一次多级分布滑坡。经现场勘测分析,初步确定该滑坡类型为牵引式。第一级滑坡形成后,滑坡体滑坡面持续转动,在此过程中,产生的剪切力带动下级土体持续滑动。因回填塘渣抗剪强度小于一级滑坡滑动时所产生的巨大剪切力。所以,导致回填塘渣塌陷,形成错台,错台隆起高度超出地面3m,由此表明,该软土滑坡自底向上产生了深层滑动。滑坡土体在滑动过程中,淤泥质土体流动性较强,前方土体被后方滑动的土体持续向前挤推,由此对本工程结构稳定性产生了严重影响。第一次滑坡现象见下图1:

1.3 第一、二次软土滑坡成因分析

第一、二次软土滑坡现象产生后,为了找出该工程场地前、后两次滑坡成因,于滑动区设置两个典型断面展开地质沉降数据观测。断面共布设8个十字板剪切试验试孔和8个技术钻孔,分别对该滑坡沉降点及深层土体侧向位移情况进行数据监测、分析[1],最终得到如下表1与表2所示的工程场地软土滑坡前、后土体力学性能参数:

从上表1、表2参数对比结果可以看出,软体滑坡后,工程场地中淤泥质粉质粘土的粘聚力显著降低。通过土层结构分析发现,第一级滑坡的土层厚16m,土质以淤泥质粉质粘土为主。该土质会对工程场地地表碎石土堆填作业产生不良影响,若施工工序不当或工程场地地基未加固处理,均会引发严重的软土滑坡现象。

2.基于安全系数的软土滑坡稳定性分析

为了进一步分析该工程场地软土滑坡结构稳定性与安全性,本文重点对工程场地滑坡地质结构进行安全性评价。

(1)当工程场地未发生滑坡现象时,原始自然地面标高取-0.5,此时堆填土高度为3.50m,通过分析得到的滑坡安全系数为1.22;采用直剪指标[2]进行分析,本工程场地原始自然地面标高同样取-0.5,此时堆填土高度同样为3.50m。但通过分析得到的滑坡安全系数降低为0.605,安全性降低约0.5。在此工况下,未对本工程场地软土地基进行任何加固处理,且保持较大的堆载力。在此状态下,进行分析,最终得到的滑坡滑动面安全系数<0.9。所以,安全系数较低,滑动面容易诱发多级滑坡。

(2)该工程场地发生软体滑坡后,原始自然地面标高取-0.5,此时堆填土高度为3.50m。通过分析得到的滑坡安全系数为0.65,滑坡稳定性较差。为了提高工程场地地基结构稳定性,堆载前于滑坡前缘布设横向、纵向与长度分别为1.4m、2.00m和20m的三排预应力管桩,对工程地基结构进行加固处理,且使管桩深入粉质粘土层2m,再次进行直剪分析,最终得到的滑坡稳定性与安全性系数均>1.1。由此表明,加固地基后,工程边坡结构稳定性大大提升,海堤驳岸结构对抵抗该软土地基侧向变形具有明显作用[3-4]。

3.结束语

综上所述,本文通过对某软土滑坡工程第一次滑坡与第二次滑坡现象进行描述。在此基础上,通过软土滑坡数据监测、对比,最终发现在填荷载作用下所形成的剪切式与牵引式两种不同类型的滑坡,其土层粘聚力会发生明显变化。与未滑移前相比,滑坡后工程场地滑动区土层粘聚力降低。研究表明,软土滑坡堆载预压处理时,须通过抗滑桩提升工程场地地基结构稳定性,降低滑坡形成几率,确保工程施工安全、稳定。

参考文献:

[1] 付晓东,盛谦,张勇慧.基于矢量和–非连续变形分析的滑坡安全系数计算方法研究[J].岩石力学与工程学报,2014,33(S2):4122-4128.

[2] 杨涛,马惠民,代杰,杨延鑫.滑坡稳定性分析点安全系数法的应用条件[J].西南交通大学学报,2011,46(06):966-972.

[3] 饶运章,彭华东,张学焱,王丹.滑坡概率与安全系数应用比较分析[J].金属矿山,2016,40(03):163-167.

[4] 饶运章,张学焱,利坚,李雪珍,王丹.边坡安全系数与滑坡概率关系分析[J].长江科学院院报,2017,34(05):63-67.

论文作者:黄成志

论文发表刊物:《防护工程》2017年第10期

论文发表时间:2017/9/13

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