加筋土高边坡的有限元分析

2012-09-06介玉新秦晓艳徐文杰王恩志

水利水电科技进展 2012年1期

介玉新,秦晓艳,金鑫,徐文杰,王恩志

(1.清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京 100084;2.北京国电龙源环保工程有限公司,北京 100039)

汶川地震在我国西南地区引发了大量地质灾害,同时对安全避难场所的需求也提出了新的要求。削山填沟工程既能在一定程度上消除地质灾害的危害,又能提供安全避难平台,在西南山区具有较大的应用前景。随着经济建设的发展,也可以用削山填沟的方法来增加建设用地或修建机场、道路等,因此西南地区的高填方工程屡见不鲜[1-3]。高填方工程往往采用加筋的方法修建较陡的边坡,以尽量减少土地占用。加筋材料一般采用土工合成材料,其中土工格栅的应用最为普遍。目前加筋土坡的高度已达60m以上,加筋土高边坡对填方和土工合成材料本身都提出了挑战[4]。

对一般的边坡工程来说,可以只进行稳定分析。常用的稳定分析方法有极限平衡法、极限分析法和强度折减法[5-11]。但是对于加筋土高边坡来说,由于填方高度较大,土和筋材的变形也会比较大,除了用常规的极限平衡法进行稳定分析外,也有必要进行应力应变分析,以估算填方施工中的受力变形情况,为设计和施工监测服务。本文以西南某地区削山填沟工程为背景,用有限元方法分析加筋土高边坡的受力变形情况,改变回填土和筋材的变形模量,以及回填土的泊松比,研究参数变化对边坡和筋材本身受力变形的影响。