山东省地矿局第三地质大队山东省烟台市264000
摘要：重庆市和平广场平整场地和基坑开挖后，斜坡区后部房屋发生变形，且在后来几天的降雨过程中出现变形加剧的趋势。本文结合现场勘察资料和室内实验数据，确定岩土体的计算参数，采用FLAC3D三维数值模拟软件，建立基坑开挖后不稳定斜坡的计算模型，模拟基坑开挖后的不稳定斜坡在天然和降雨工况下的最大位移、主剖面剪应变增量，分析基坑开挖对不稳定斜坡稳定性的影响。
关键词：不稳定斜坡数值模拟稳定性分析
AnunstableslopeintheHePingsquareofChongQingnumericalsimulationanalysisofstability
ZhangHongyang1
1.NO．３ExploraionInstituteofGeologyandMineralofShandong
Abstract：Thebuildingbehindtheslopeappeareddeformation,afterthegroundlevelingandfoundationexcavationintheHePingsquareofChongQing.thedeformationwaslargerafewdayslater.Thepapercombineswiththepracticalprojectandtheindoorexperimentdata,determinephysicalandmechanicalparameters.UsingFLAC3Dnumericalsimulationtoanalysefieldcharacteristicsofstressanddeformationintheconditionsofnaturalandrainfallofunstableslopesintheoriginalconditionsandafterexcavation.
Keywords:unstableslopeNumericalsimulationDeformationmechanism
近年来，随着高层建筑的不断增加，深基坑开挖深度和范围增大，基坑开挖引起的周边岩土体变形甚至失稳越来越严重。本文结合重庆和平广场基坑开挖引起后缘不稳定斜坡的变形，对此类基坑开挖引起的坡体变形问题进行稳定性评价。
1.不稳定斜坡基本特征
1.1规模及形状特征
重庆和平广场有限公司对不稳定斜坡区进行平场和基坑土方开挖时，斜坡区后部房屋出现变形，且在后来几天的降雨过程中出现变形加剧的趋势。不稳定斜坡在空间上呈“圈椅”状，开口向北东。根据地面变形调查，地面高程180m～220m，坡角一般15°～23°，后缘较陡峭，前缘较平坦。该不稳定斜坡纵向长度约200m，前缘宽约96m，后缘宽约100m，平面面积为21000m2，中前缘不稳定斜坡平均厚度约20m，中后缘不稳定斜坡平均厚度约8m，不稳定斜坡的体积为2.8×105m3，中前部主滑方向为43°，后部主滑方向为60°。
1.2不稳定斜坡物质组成
不稳定斜坡物质主要由填土、粉质粘土夹块碎石、碎块石夹粉质粘土组成。受地形坡度变化影响，不稳定斜坡土厚度变化较大，总体上后缘薄，前缘厚，南、北两侧较薄。
1.3不稳定斜坡潜在滑动面
据钻孔资料，该不稳定斜坡土体内部及岩土界面未发现明显的相互错动痕迹、摩擦镜面等滑面特征。变形区中、后缘基岩顶面坡度较大，潜在滑动面位于土、岩接触带之上；前缘受开挖形成的临空面控制，不稳定斜坡潜在滑动面位于粉质粘土层内。因此，不稳定斜坡潜在滑带土由粉质粘土夹碎块石构成。
1.4不稳定斜坡基床
不稳定斜坡中、后缘蠕滑沿岩土界面进行，其下部稳定基床由侏罗系中统沙溪庙组砂质泥岩、泥岩、砂岩构成；前缘蠕滑沿粉质粘土内部进行，下部粉质粘土、砂土及基岩共同构成其相对稳定基床。
2.计算模型建立
根据不稳定斜坡的地质原型，建立计算分析模型。为了尽量减小模型边界效应的影响，模型的范围取得较大。模型边界上部取至230m高程；前部取至175m高程;底部取至100m高程。模型长331m，宽316m，高130m。模型X轴正方向对应地理坐标的正东向，Y轴正方向对应地理坐标的正北向，Z轴正方向对应地理坐标竖直向上。
计算模型是在对地质原型简化的基础上得到概化，整个模型共划分出56968个单元，12186个节点。黑色为基岩，蓝色为不稳定斜坡体，绿色为填土和滑坡堆积层，红色为潜在滑带（图3-1）。
本文的支护桩桩采用FLAC自带的Pile桩结构单元来实现。桩单元是在每个节点处具有六个自由度三维单元。一段桩单元是被当作一种没有轴向屈服的线弹性材料[2]。
图3-1不稳定斜坡计算模型
3数值模拟结果
分析基坑开挖后，在天然和降雨工况下的地表最大位移及主剖面剪应变增量。
3.2天然工况下形变场分析[3]
从图4-1~2分析可知，天然工况，基坑开挖后，经过一段时间的蠕滑变形后，不稳定斜坡表面最大位移位于坡体的前缘和后部，不稳定斜坡表面最大位移为14mm-16mm，主剖面前后缘剪应变增量集中程度和发育的范围较中部要大，主剖面最大剪应变增量为2.5e-3，其剪应变增量带并未完全贯通。
图4-3降雨工况地表最大位移云图
图4-4降雨工况主剖面剪应变增量图
3.2降雨工况下形变场分析
从图4-3~4分析可知，经过降雨之后，不稳定斜坡表面最大位移仍然位于坡体的前缘，由于前缘上侧地势偏高，所以位移较前缘其他部分较大，表面最大位移为26mm，主剖面前后缘剪应变增量集中程度和发育的范围较中部要大，主剖面最大剪应变增量为4.1e-3，其剪应变增量带并未完全贯通。
4总结
在重庆市和平广场不稳定斜坡现场勘察和室内实验数据的基础上，基于FLAC3D软件，模拟基坑开挖后的不稳定斜坡在天然和降雨工况下的形变场特征，分析不稳定斜坡的稳定性。
分析基坑开挖后，天然与降雨两种工况下，不稳定斜坡的形变场特征发现，不稳定斜坡表面最大位移位于坡体的前缘和后部，降雨工况较天然工况变形量增大，两种工况下剪应变增量带都未完全贯通，表明不稳定斜坡只是局部出现蠕动变形，但整体上仍然处于稳定状态[4][5]。
参考文献
[1]孙云志,张秋霞,王永平.三峡库区万州和平广场滑坡区堆积体物质组成特征及其地质意义.湖北地矿,2002,16(4):25～27.
[2]刘波,韩彦辉.FLAC原理、实例与应用指南[M].北京:人民交通出版社,2005.
[3]彭文斌.FLAC3D实用教程[M].北京：机械工业出版社.2008.
[4]张倬元，王士天，王兰生.工程地质分析原理[M].北京：地质出版社，1993.
[5]谢军民，栖霞市滑石矿东部矿井突水地质灾害及其防治对策[J].山东国土资源，2012，18（4）34-36.