摘要
近些年来,随着我国基础建设的大力发展,大量弃土场工程越来越多,因此,
为了保证工程场地运营的安全,消除安全隐患,弃土场稳定性计算及评估的重要
性日益凸显。一般对弃土场稳定性的分析都是把土体当成弹塑性体来进行稳定性
分析及评估,忽略了岩土体的蠕变特性,即其变形在长期荷载下随着时间的发展
不断增长,甚至导致弃土场失稳造成工程失败。因此在对弃土场工程进行设计及
后续治理的时候,需要把蠕变效应考虑进去。
蠕变效应和土的成分、性质以及应力历史密切相关,不同区域的土环境不同,
则其蠕变规律也相差甚远,选取合适的本构模型能够真实、准确地反映出土体蠕
变过程中应力、应变和时间的变化规律,进而能够更好的对实际工程作出预测。
本文以广吉线弃土场工程为案例,采用蠕变学理论与室内直剪蠕变试验相结合的
方法,对其蠕变规律展开研究。通过借助数值分析软件对直剪蠕变试验得到的数
据进行处理并拟合,找到了可以准确描述其蠕变规律的蠕变模型。借助FLAC3D
数值模拟软件对广吉线弃土场工程进行了稳定性分析,研究了蠕变效应对其安全
系数的影响。
在不考虑蠕变效应的时候,在弹塑性状态下对弃土场边坡进行了稳定性分析,
得出了广吉线弃土场边坡的安全系数是1.36。X方向发生的最大位移是3.1cm,
其位置处于弃土场边坡的坡脚位置;在考虑蠕变效应作用,经过2年、3年、5
年蠕变发展,弃土场边坡X方向发生的最大位移分别是4.21cm、5.30cm、6.82cm。
蠕变7年时间该弃土场基本稳定,X方向最大位移量大约为6.96cm。相比弹塑
性状态下X方向最大位移量3.1cm,最大位移量增加了124.52%。且不同蠕变时
间作用下弃土场边坡X方向最大位移发生的位置都是在坡脚位置,因为坡脚位
置剪应力集中,故最容易发生破坏。
在不考虑蠕变效应的时候,弹塑性状态下弃土场边坡的安全稳定系数为1.36,
而考虑蠕变效应作用下弃土场的安全稳定系数为1.04,和不考虑蠕变的安全系数
1.36相比下降了23.5%。其中1.36可以作为弃土场的短期稳定性指标,建议在实
际弃土场的设计以及后续工程治理设计中,采取1.04作为弃土场的安全稳定性
系数。除了广吉线弃土场,在对其他弃土场以及实际边坡工程进行稳定性分析的
时候,我们都要把蠕变因素考虑进去,以便提高工程的安全性以及经济性。
关键词:FLAC3D;工程案例;蠕变效应;安全稳定性系数
Abstract
Inrecentyears,withthevigorousdevelopmentofChinasinfrastructure,alarge
numberofspoilgroundprojectsareincreasing.Therefore,inordertoensurethesafety
oftheengineeringsiteoperationandeliminatehiddensafetyhazards,theimportance
ofthecalculationandevaluationofthestabilityofthespoilgroundisincreasingly
highlighted.Generally,theanalysisofthestabilityofthespoilfieldistotreatthesoil
asanelastoplasticbodyforstabilityanalysisandevaluation,ignoringthecreep
characteristicsoftherockandsoilbody,thatis,itsdeformationcontinuestoincrease
withthedevelopmentoftimeunderlong-termloadItevenledtotheinstabilityofthe
spoilgroundandcausedtheprojecttofail.Therefore,thecreepe