水流淘刷作用下土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性研究.pdf

1、天然土質(zhì)河岸受到長(zhǎng)年累月沖刷導(dǎo)致的崩岸問(wèn)題屢見(jiàn)不鮮，河岸邊坡沖刷破壞一直是工程界和科研工作者關(guān)心的問(wèn)題之一。在黑龍江省，由于邊界河眾多，我國(guó)一側(cè)河岸的沖退，無(wú)時(shí)不刻蠶食的國(guó)土，崩岸給人民財(cái)產(chǎn)和正常社會(huì)生活造成的影響日益凸顯。本文在總結(jié)前人對(duì)極限平衡法的豐富和發(fā)展基礎(chǔ)之上，利用有限差分強(qiáng)度折減法（Flac3D軟件）和有限元法（Geo-studio軟件）對(duì)土質(zhì)岸坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析，探討了各影響因素對(duì)邊坡穩(wěn)定的敏感度。研究了在水流沖刷作用下，河

2、岸展寬和沖深數(shù)學(xué)計(jì)算模型，利用松花江某水文站2008-2010年水文地質(zhì)資料進(jìn)行了沖刷模擬計(jì)算。利用有限元邊坡穩(wěn)定分析方法，借助Geo-studio軟件對(duì)土質(zhì)岸坡穩(wěn)態(tài)滲流條件下，考慮邊坡內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變的變化，探討了水位升降對(duì)岸坡穩(wěn)定性的影響。主要研究成果和內(nèi)容如下:
　　(1)河岸土質(zhì)條件是崩岸發(fā)生的內(nèi)在因素，水流條件是破壞發(fā)生的外在因素，也是決定性因素。通過(guò)對(duì)各內(nèi)在因素進(jìn)行敏感性分析得出坡角的敏感度為0.785，內(nèi)摩擦角為0.56

3、1，粘聚力為0.417，容重為0.409，邊坡坡角對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響最大，內(nèi)摩擦角和粘聚力其次，相比而言土的容重最小。
　　(2)對(duì)一概化均質(zhì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，發(fā)現(xiàn)有限元法和有限差分強(qiáng)度折減法計(jì)算得到安全系數(shù)要大于極限平衡法的計(jì)算結(jié)果。相比極限平衡法，有限元法和有限差分法無(wú)需對(duì)滑坡體受力情況進(jìn)行假定，減少了誤差，計(jì)算結(jié)果更為精確。
　　(3)利用松花江2008-2010年相關(guān)水文地質(zhì)資料計(jì)算的河流展寬和沖深結(jié)果表明，河岸在汛

4、期沖刷較為劇烈，非汛期沖刷量較小。橫向和縱向沖刷速率在2010年汛期達(dá)到了3.4 cm/d和3.1 cm/d。河道沖刷深度受河道含沙量變化影響較大，受水深和河道寬度變化影響較小。河道橫向展寬受水深和河道寬度變化影響較為明顯，受含沙量因素影響較小。
　　(4)隨著坡前水位上升邊坡穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)，隨著水位下降穩(wěn)定性逐漸降低，河岸易在退水期發(fā)生失穩(wěn)崩岸。隨著水位的下降岸坡安全系數(shù)呈指數(shù)下降。水位降低速率越快，邊坡穩(wěn)定性越差，越快達(dá)到臨界