雪浪山横山寺西侧顺层岩质高边坡变形破坏机理与治理方案分析

破坏机理与治理方案分析喻永祥1，何 伟1，李 勇2,李后尧1，张纪星\"，刘德飞（1•江苏省地质调查研究院，江苏 南京 210018 ； 2•河海大学地球科学与工程学院，江苏 南京 211100）摘要：边坡的稳定性分析是地质灾害防治中的一个重要内容。以雪浪山横山寺西侧顺层岩质高边坡为研究对象，运用

离散单元法计算边坡在自重、暴雨和地震工况下的安全系数,并对其薄弱部位进行监测，分析其稳定性和破坏机理。结

果表明：在暴雨和地震工况下，边坡产生拉张破坏，坡体产生较大位移$通过开挖放坡、锚杆（索）联合加固、在坡顶、坡

脚及各级平台布设截、排水沟等治理措施后，边坡稳定性显著提高$通过测斜仪和裂缝计对治理后的边坡进行监测得 出，边坡水平位移较小，裂缝的发展得到控制，边坡稳定性得到有效提高$关键词：边坡稳定性；离散单元法；破坏机理;治理措施中图分类号：U213. 1+3

文献标识码：A

文章编号：1003-8035（2020）02-0033-11Stability evaluation and treatment measure stedy of high bedding rock

slope on tlie wess site of Hengshan Temple in Xuelang MountainYU Yongxing1 , HE Wet , LI Yong2, LI Houyya1 , ZHANG Jixing1 , LU Defel2（1. Jiangsu Province GeologicaO Survec Institute , Nanjing , Jiangso 210018 , China ；2. SchooO of Earth Sciences and Engineering , Hofat University, Nanjing , Jangs 211100 , China ）Abstract ： Slope stabilita analysis is an important cantent in geological disastar prevention. tha high bedding

1ock soopeon the west side of Hengshan Temp oe in Xue oang Mountain istaken asthe1esea1ch object. The

disc1ete e oement method isused to ca ocu oate the safety coe ficient of the s oope unde1the wo1king conditions of

dead weight, 1ainsto1m and ea1thquake, and tomonito1theweak pa1ts to anaoyae its stabioity and fai ou1e mechanism. The 1esuots show that unde1the conditions of 1ainsto1m and ea1thquake, thesoopehastensioe

failure and laraa displacement. Tha stabilita of slope is improved by means of slope excawtion, joint rein orcement o4anchor bo ot ( caboe) , instaoation o4cutand drainageditch atthetop, ootand poatorm o4ao

oeeeos.Thesoopeatertreatmentismonitored by inc oinometer and crack meter, and it is conc ouded thatthe horiaontaodispoacemento4soopeissmao, thedeeeoopmento4crack is contro oed, and thestabioityo4soopeis eectieeoyimproeed.Keywords: slope stabilita； discrete element method ； failure mechanism ； cantral measures的增多，人工斜坡不断涌现，如未能及时对其加固处 理,会比自然斜坡更易发生滑坡、崩塌等灾害$国内外0引言近年来，随着开山采石、修建堤坝等大型工程活动

收稿日期：2019-08-14 ；修订日期：2019-09-23滑坡灾害时有发生，如1996年的贵州印江岩口滑坡、基金项目：国家自然科学基金&41672258）;江苏省国土厅科技计划项目（2018045）第一作者：喻永祥（1980-），男，水文及水资源专业，硕士研究生，高级工程师，主要从事水工环地质研究工作$ E-mail: 12208637@ qq. am

通讯作者：刘德飞（1994 -）,男，地质工程专业，硕士研究生，主要从事地质体稳定性研究工作。E-mail： 1103288162@ qq. cam-34 -喻永祥，等：雪浪山横山寺西侧顺层岩质高边坡变形破坏机理与治理方案分析2020 年2019年贵州水城“7・23 ”特大山体滑坡、2010年乌干

达东部布达地 ，都带 了人员伤亡和财产的损失「1-3 *。 ,边的稳定性

与治究刻不容缓。边坡的稳定性分析是地质灾害防治的一个重要内 容，国外学者已

了大量的 。绳培等⑷ 极限平衡、 差分数值计算 分析了硬互层高边坡的稳定性 ，并 出了相应的治理$刘顺青等「5*

元极限分析法对土石混合边坡的稳定性进行了分析,得出块石

的分布位置对安全系数的

较大$叶帅华等［6*利PLAXIS3】

元 件，建立边

定性计算模型，研究降雨入渗条件下多级黄土高边坡的稳定性特性$

：7*对位于南京市的下 进行PFC2D数模拟，

动全过程$KAZEMIA N等〔8 *采用三维强度折减法研究了土工细

胞加固边坡的稳定性。考虑到

与填土和周围壤的 ， 单层和三层

对典型的局部边坡进行了模拟$ OBREGON等〔9* 露边

， 基于概率的方法，将基于立体投 :术的运动学分析与极限平衡法的动力学分析相结合，

对 台地边 定性进行了 $ BASAHEL等〔10*

利用FLAC3D代生成一个 的、普遍存在节理裂隙 的边坡模型， 了

的、 利的结 向对边 的 $边 定性的 素是多 的，其中降雨和地震 边 定性

的因素［11-13*$张春生等［14*

了地震 下块体位移时的响应规律、残

的分布规律， 边块体的模式$ CHANDA等〔15*出了地震荷载 下假定 边 的 全 系 数 的

$JAFARZADEH等〔16*提出了地震诱发

位移的预测方法。ALESSIO17*利用有限边坡稳定模型和一维水 流模型对该地区浅层滑坡在一定降雨强度下的稳定性 进行分析，结果表明一定强度的降雨

发 的层$述，边坡的稳定性分析数值模拟方法主

元法、有限拆分、

单元 ，但目前对 单元 的

相 对较 $ 单元 对 模含节理裂隙的岩质边坡具有优越性118 *。因此，本文

浪

侧顺层岩质高边坡为研究对象，单元法对

况下的边坡进行稳定性评价，根 计算结 出治理措施，解决边坡的稳定性

问题$1边坡基本特征与数值模型构建1.1边坡基本特征浪 东侧 体多

石 ， 露 石 动遗留了高而陡的人工开

，陡壁上或多或少存在石块$ 关闭后，边 被局部治理，

取脚短挡墙、 、 补 、截排水沦，但

消除地质灾害 ，存发生崩塌、滑的 $ 边 位于 浪 东

侧，边坡宽度约120 m,坡面面积约26 0 m2，总体走向北

北西向，坡向北东东，坡度40。〜50。，高差57.3 -

76.7 m$边坡组成岩性为五通组石英砂岩、局部夹粉

砂质泥岩。岩层走向北北东向，倾向南东东，边 结构

顺向坡$本 发育滑移式崩塌灾害，滑塌体约

2.0X104 m3，分布于边坡的中上部（图1 ）$图1 研究区地貌（镜向：南偏西30。）Fig. 1 Sthdy zoning边坡所处地层岩性主要为泥盆系五通组厚层石英

砂岩夹薄层粉砂质泥岩和页岩$石 强度高、抗风化

强，以弱风化为主。粉砂质泥岩和页岩距离坡面深度8. 0 ~9. 0 m,易风化，较破碎，是边坡的薄弱 位$根据现场地质灾害调查，

分布 量裂，裂性质

张裂缝，并有明

台现象， 裂缝产状分别为160。〜180。#70。〜80。、270。〜275。 #75。〜83。，裂缝开裂宽度0. 1 -2 m，深度8. 0〜

9.0 m，长度可达25 m,总体表现为坡顶线处裂缝宽度

和深度 ，向坡内逐渐 （图2 ）$ ,边的顺向 结 、 学性质较差 的 弱 夹层 边已 但

张趋势的拉张裂缝，皆是顺层岩质滑坡产生的有利条件$

需对边坡的稳定性做进一步的分析$第2期中国地质灾害与防治学报-35 -图2 边坡拉张裂缝（镜向:北偏东30。）Fig. 2 Slope tension crack1.2构建边坡模型及参数选取本文首先通过AutoCAD# Surfer软件构建横山寺 西侧边坡的 地质体模型，再

3DEC数值模拟件对 边坡的稳定性进行 $建立模型如图3

, 侧地质体计算模型水平 向东方向长（X轴正向）180 m,水平南北方向宽（Z轴正

向）120 m,竖直向高度为（V 向）120 m,区内主要 有产状分别为160。〜180。#70。〜80。和270。〜275。监测点节理Y剖理节理（a）三维模型图Y

■潜在滑面z'~~ X（b）剖面图图3横山寺西侧边坡计算模型Fig. 3 The slope calculation model of the west sine ofHengshan Temple#75。〜83。的两组节理,平均间距约5 m；坡体后缘发 育有一道与边坡走向基本相同的拉张裂缝,产状为

270。#80。；潜 动

粉砂质泥岩和页 弱夹层,产状为101。#20。， 度由钻探资料获得$在坡体

动部位与边坡剪出口位置共布置3个监测$ 模型以摩尔抱

则

本构关系，岩石潜 的

学参数根据现场勘察#相关规

合确定，各项参数 1和 2 $通过

平方向

置

度模拟地震对边

定性的影响。查阅《中国地震动参数区划图》GB18306—

2015可知，研究区地震动参数为0.05 g （重力加速度

g）,地震烈度为）度$表1石英砂岩物理力学参数Table 1 Physical and mechanical parameters of quarte sand计算工况重度/ 体积模量/剪切模量/内摩擦角/ e（kN«m-3） GPa GPa（。kPa天然27. 1 26. 8 7. 044.51 100暴雨27. 1

26. 8

7. 041.5800表2潜在滑面物理力学参数Table2 : Poeenecalslcdcng surface phys ccal andmechan ccal parame eers计算 况向刚度/ 切向刚度/( 摩擦GPa+m-1 )

( GPa+m-1 )e（。kPa天然13. 6 10. 818.510雨8. 2

5. 417.192横山寺西侧边坡变形破坏机理分析2.1应力分析2・1・1最大主应力分析图4 况下 侧边坡的最大主应力云图$

云图可知， 应 集中在滑坡体东南侧剪出口 #产状为270。#80。的节理组附近以

产状为170。#70。的节理组北侧$

况下，滑坡体 出现压应力集中;地震工况下和暴雨工况下,压应力集中于 体东南侧剪出 $

况下，深层岩体均受到产状为160。〜180。#70。〜80。和270。〜

275。#75。〜83。两组节理的影响，出现明显的压应力

集中现象。天然工况下最大拉应力约0.37 MPa,暴雨

条件下最大拉应力约为0.48 MPa,地震工况下最大拉 应力约0.42 MPv$综上所述，坡体前缘及节理组附近

出现拉应力集中现象，易发生拉张 ，进而导致边坡发生整体滑移$2.1.2剪切应力分析图5

况下横山寺西侧边坡的剪应力-36 -喻永祥，等：雪浪山横山寺西侧顺层岩质高边坡变形破坏机理与治理方案分析2020 年3DEC_DP 5.20步数15 5002019/3/4 13 ：43 16最大主应力13.7113.000 \"KT 2.000 0x105 .01.000 0x1050x105 II — —1.000—2.000 0x1050x105 L —3.000 —4.000 0x1050x105S—5.000 0x105—6.000 0x105 -8.0007.000 0x105 —&243 0x1055x105 (a)天然工况3DEC_DP 5.20

步数14 3092019/3/4 14：06：19最大主应力■■ 4.776I I\"。' 4.0003.000 0x105 2.000 1.000 0x105 0x1050x105 [-2.000-1.000 [-3.000 Ox\"0x105 -4.000 0x105■I ■ —0x105 -6.0005.000 0x105■ ■ -7.000 -8.000 0x105-8.244 0x105 OxlO4xl055(b)暴雨工况3DEC_DP 5.20 步数10 4922019/3/6 8：51：09

最大主应力)4.1813.500 2.500 5x105OxlO5 1.500 OxlO5 5.000 OxlO5 II -1.500 OxlO4 -2.500 OxlO5-3.500 OxlO5 -4.500 0x105II -5.500-6.500 OxlOOxlO55 -7.500 -8.500 OxlO5-8.532 OxlO OxlO5 2x1055 (c)地震工况图4 治理前不同工况下边坡最大主应力云图(单位:Pa)Fig. 4 The maximum main stress cloud map of the lower slope under difTerent operating conditions ( unit: Pa)云图。从三维云图可知，滑坡体所受剪应力主要集中 于前缘的两个剪出口位置。

剪应 边 状态下约0. 35 MPa,暴雨工况下约0. 80 MPa,发生地震时 最大剪应力约0.60 MPa。综上所述，

节理,体 缘剪出口位置剪应力集中，岩体发生剪 切破坏，暴雨和地震工况下这种剪切错动 明显。2.2位移分析图6

雨、地震工况下横山寺西侧边坡的总位3DEC_DP 5.20步数15 500

2019/3/4 13：57：07XZ剪应力3.4973.000 2.500 1X105OxlO51.500 1.000 OxlO55.000 OxlOOxlO550.000 -5.000 OxlOOxlO45-1.000 OxlO4-1.500 -2.000 OxlOOxlO5-2.362 OxlO57xl055(a)天然工况3DEC_DP 5.20

步数14 3092019/3/4 12：58：45XT剪应力■I 7.963■ 7.000 lx\" 6.000 OxlO5uI 5.0004.000 OxlO OxlO5OxlO5 I I 3.0002.000 OxlO55 I 1.0000.000 OxlOOxlO55 bI -1.000 OxlO-2.000 OxlO5OxlO5 I ■ -3.000 -4.000 OxlO55 -4.228 OxlO3x1055(b)暴雨工况3DEC_DP 5.20

步数10 4922019/3/6 848 15XT剪应力R 5.95.500 3x1055.000 OxlO5 4.500 4.000 OxlO5 OxlOOxlO5 I 3.5003.000 OxlO5OxlO5 5II 2.5002.000 OxlOOxlO55 ■ 1.5001.000 OxlOOxlO55 II 5.0000.000 OxlOOxlO45 I -5.000-4.000 OxlO4 -3.000 OxlO5-2.000 OxlOOxlO55 —2.402 3x105(c)地震工况图5 治理前不同工况下边坡！$剪应力云图(单位:Pa)Fig. 5 Under the different operating conditions, the stresscloud map of the

shear stress ( unit: Pa)移云图及位移矢量图。坡体南侧岩土体体积大,相对 位移较大，

组节理控制，沿边 走向的节理组附近岩体破碎较严重。图6中边坡总位移云图可以看出，暴雨工况下

坡体总位移 3〜7 cm,边后缘出现拉张裂缝，最大位移约7.47 cm；地震工况下坡体整体位移约3〜

4 cm,最大位移约4.73 cm。从边坡的位移矢量图可

以获知,潜 体 下， 弱层面向正东第2期中国地质灾害与防治学报-3 7 -滑动，受到两组节理控制，节理面两侧岩体的滑移方向

步数14 309

2019/3/4 12：57：08有着些许的差异$3DEC_DP 5.20步数14 3092019/3/4 16：04：233DEC_DP 5.20总位移位移矢量1 7.466 lx\"7.000 0X10-26.500 0x10-26.000 0x10-25.500 0X10-2■ 5.000 0x10-24.500 0X10-24.000 0x10-23.500 0x10-23.000 0x10-22.500 0x10-22.000 0x10-21.500 0X10-21.000 0x10-25.000 0x10-30.000 0x10°11(a)暴雨工况下总位移云图 7.466 1x10-2 7.000 0x10-26.500 0x10-26.000 0x10-25.500 0X10-2 5.000 0x10-24.500 0><10「2步数10 492 2019/3/6 &34：483DEC_DP 5.20总位移4.733 6x10-：4.500 0x10-4.250 0x10-： 4.000 0x10-：3.750 0x10-'3.500 0x10-：3.250 0x10-3.000 0x10-：2.750 0x10-：2.500 0x10-：2.250 0x10-：2.000 0x10-：1.750 0x10-1.500 0x10-：1.000 0x10-：7.500 0x10-' 5.000 0x10-2.500 0x10-'0.000 0x10°(C)地震工况下总位移云图4.000 0x10-23.500 0xl0「23.000 0x10-23DEC_DP 5.202.500 0x10-2步数10 492 0x10-22.0002019/3/6 840：111.500 0x10-21.000 0x10-2位移矢量5.000 0x10-34.7330.000 6x10-0x10°：4.500 0x10-'4.250 0x10-4.000 0x10-3.750 0x10-：3.500 0x10-3.250 0x10-3.000 0x10-：2.750 0x10-'2.500 0x10-2.250 0x10-2.000 0x10-：1.750 0x10-：1.500 0x10-1.000 0x10-7.500 0x10- 5.000 0x10-'2.500 0x10-0.000 0x10°(b)暴雨工况下位移矢量图(d)地震工况下位移矢量图图6 治理前不同工况下边坡位移情况（单位:m）Fig. 6 The displacement of the slope under differnnt operating conditions（ unit：m）图7分别为暴雨工况下各监测点的总位移、U向

- 1. 20 cm、- 1. 35 cm 和-1. 32 cm，K 向瞬时最大位

水平位移、V向竖直位移和Z向水平位移的变化曲线 图。从图中

出，暴雨工况下，1、2#3号

移为0. 04 cm、0. 16 cm和0. 01 cm。地震工况下，1号

位移较大，

的动的趋势;2、3号

3 号

的总总位移量分别为6. 35 cm、5. 20 cm和4. 56 cm。其中 位移与U、Y方向位移相差无几，在Z方向上，2号监测 的位移增 ， 切破坏。U向水平位移为6. 19 cm、4. 94 cm和4. 26 cm,竖向Y 位移 -1.41 om、 -1.61 om、 -1.63 om， 平 Z 向大位移为0. 02 cm、0. 27 cm、0. 04 cm。强降雨条件下, U、Y向位移均有所增加，1、3号

2号

位 发生剪2.3变形滑移机制分析结合 坚硬的石 夹层层面;开

的位移差增大,地质条件、边坡变形现状与离散的Z向位移明显增加。暴雨使局 体位元数值模拟结果可知，边 地层为单斜构造，岩性 较

夹软弱的粉砂质泥岩和页岩，层 倾动

向与坡向大致相同，为顺向结构，潜

移增加，且增幅较大， 现 平向，坡体后缘的势

模滑塌，2号

，易产生拉张裂缝和沿节理发育的小规弱的部位水平Z向位移增大，易石造成坡体前缘形成陡倾临 ，为顺发育剪切 。的发育 剪出口；两组相互交叉的节图8分别为地震工况下各监测点的总位移、U向 岩体切割成块状，降低了坡面岩体的稳定性， 层岩质

的发育创造了有利条件。状态下，边

水平位移、Y向竖直位移和Z向水平位移的变化曲线 图。从图中可以看出，地震工况下，1、2、3号

定， 体在节理、裂隙外界条件发生改位移量分别为4. cm、4. 01 cm和3. 92 cm。U向水 的切割下，变成 ，就发育小

动的碎块状，

平位移为4. 37 cm、3.78 cm和3.69 cm，竖向Y位移为塌的 性。潜 层 体-38 -喻永祥，等：雪浪山横山寺西侧顺层岩质高边坡变形破坏机理与治理方案分析2020 年经过岩体内部的蠕变,已经达到新的平衡状态，没有进一步滑移的趋势计算步数⑻各监测点总位移曲线计算步数(b)各监测点X方向位移曲线(d)各监测点Z方向位移曲线图7暴雨工况Fig. 7 Storm condition暴雨条件下,边坡后缘岩土体重量增加，在产状为

270。#80。的节理组后

滑坡体剪出口位置的岩体可能会发生剪切破坏,后

成 与边坡走向相同的。2号缘 张 裂 会 产 生 蠕 , 塌的 性$

碎 体边坡应力平衡拉张裂缝，坡体沿潜 动面移动的趋势 发育小

的剪出口较3号 的剪出口更易体在东北方向率向坡体前缘剪切错动，最被 ，便会产生整体滑移， 人计时,应发育剪切 先发生剪切

，发育 时,潜 的生命与财产安全， 着

进行边坡治

，随后东 虑浅层滑塌与深层 的危害,避免地质灾后带动边坡整体发生破坏。害的发育$潜

发生地震时,研究区边坡主要受水平方向地震力 的 下

，南北向地震 体剪出口位置,潜 体的。同时，坡体震3边坡治理方案3.1治理方案合边

使其更易发生破坏， 向地震力会

，使边坡更易发育 顺层 地质条件与基于数值计算得出的变动会使节理、裂 切割成的碎块状岩体脱落,发育小规 模的滑塌地质灾害$形滑移机制可知,边坡滑移面距离坡面8.0〜9.0 m,

滑移面积约26 0 m2，滑塌体的体积约200 000 m3 $

边坡表面破碎岩土体为浅层述， 边 发育崩塌灾害，破坏模 移式崩塌潜在崩塌体削滑塌的发育

体

了有利条件,开挖临空面、顺向坡结弱夹层对边坡的深层滑移产生

i$ 计

除，之后对坡面进行

降坡的

固,对坡脚进行压脚 $$ 边 后缘拉张裂缝的 量不多,但,根据工程实际与经济合理性，提出了边坡开挖、

着 强降雨、周边中强地震的 ，潜锚杆(索)加固和 、排 固措施，边坡加固第2期中国地质灾害与防治学报-3 9 -计算步数@)各监测点总位移曲线计算步数(b)各监测点X方向位移曲线计算步数(c)各监测点卩方向位移曲线计算步数(d)各监测点Z方向位移曲线图8地震工况Fig. 8 Seismic condition方案如图9所示。锚杆布置在三级平台上方坡面，直 径为32 mm,长度均设计为8 m,垂直间距为3 m,水平

3.2治理效果分析通过在3DEC软件中对模型进行削坡，开挖出三 级平台，输入锚杆(索)的位置坐标和强度参数(锚杆

向 4 m布置一根，杆体下倾20。。

、二级平台 岩层中,

分别布设，结 格构梁。在中硬6 m。一级平台

为绿色， 型 图 10

红)，并应用治 的边 体力学。「平台向应力衰减严重，仅有5〜6 m的传递参数对治理后坡体的稳定性进行计算分析，治理后模

深度，故锚固段长度取较 「坡长度 16 m 的 , 平 台长度为28 m。考虑到边 级平台设置截、排水沟。125105强降雨 会导致坡绿色为锚杆 匚红色为锚索，使得滑坡发生的几率增大， 、脚 •90。、坡脚截水沟+9&6 m三级平台宽5 mH原始坡面线 H设计坡面线

YZ(a)边坡模型图YZ(b)锚杆(索)位置图二级平台宽5 m851旦一级平台宽5 HI+70.5 m65三］肅索及锚杆0］格构S截排水沟 □削坡区 □压脚区图10治理后边坡4525Fig. 10 Back slope

坡脚排水沟图11为治理后三种工况下横山寺西侧边坡的最

0

20 40 60 80

100 120 140 160 180 200 220长度/m大主应力云图。 云图 出， 导致滑体剪出口被 ，拉应 集中于 体南侧，但整体

图9设计剖面图应力偏小。天然边坡最大拉应力约0.30 MPa，最大拉

Fig. 9 Design profile应力在强降雨条件下增至0. 40 MPa，地震工况下最大-40 -喻永祥，等：雪浪山横山寺西侧顺层岩质高边坡变形破坏机理与治理方案分析2020 年拉应力值约为0.33 MPa。在锚杆与预应力锚索的作 下,潜

体与边坡基本成 个整体。步数3DEC_DP6 32丁 5.20

2019/3/7 11：43：39最大主应力3.0353.000 2.500 3x1052.000 OxlOOxlO551.500 1.000 OxlOOxlO55.000 OxlO550.000 -5.000 OxlO0x10°4-1.000 -1.500 OxlOOxlO45-2.000 OxlO5-2.500 -3.000 OxlOOxlO5-3.075 0xl056x1055(a)天然工况3DEC_DP 5.20

步数7 4172019/3/7 13：24：29最大主应力■I 3.937 9x105| ■ 3.500 3.000 2.500 OxlO

OxlO5 2.000 OxlO5OxlO55 |1.500 OxlO5 I 1.000 OxlO5 I I 5.000 0.000 -5.000 OxlO0x10°4 -1.000 OxlO4I-1.500 OxlOOxlO5I I -2.000-2.500 0xl055 ■ OxlO5 -3.000-3.075 OxlO6x1055(b)暴雨工况3DEC_DP 5.20

步数7 5212019/3/7 13：00：39

最大主应力13.3153.000 1x105OxlO5 2.5002.000 OxlO51.500 OxlO5 E1.000 OxlO5 I I 5.000 0.000 OxlO5-5.000 OxlO0x10°4 -1.000 OxlOOxlO45 I-1.500 OxlO5 I -2.000 OxlO5 I I -2.500 -3.000 -3.090 OxlO OxlO57xl05 5 (c)地震工况图11 治理后不同工况下边坡最大主应力云图（单位:Pa）Fig. 11 The maximum main stress cloud map of the lower slope under different operating conditions

after governance （ unit: Pa）如图12所示，天然边坡最大剪应力约0.25 MPa； 暴雨时，最大剪应力增至0.35 MPa；发育地震时，最大 剪应力约0.31 MPa。治理后，因边坡开挖,剪出口被,故 体前缘不会有明显的剪应力集中现象，同时 ()固使边坡整体受到的剪切应力减小,剪切错动面向探层移动。3DEC_DP 5.20步数6 3242019/3/9 21：21：56XZ剪应力 n 2.5202.500 6x105OxlO52.2502.000 0xl051.750 OxlO51.500 OxlO51.250 OxlO5II 1.000 7.500 OxlO OxlO5OxlO I 5.0002.500 OxlO4 I0.000 OxlO4I -2.5000x10°-5.000 OxlO4-7.500 OxlO4I-1.000 OxlOOxlO45 I\"I -1.250 OxlO5 -1.500-1.750 OxlO5 -2.000 OxlOOxlO55(a)天然工况3DEC_DP-2.049 OxlO 5.205

步数7 4172019/3/9 21：48：53XT剪应力■I 3.5333.000 3x1052.000 OxlO5 I 1.0000.000 OxlOOxlO55 II -1.000 0x10° -2.000 -3.000 OxlOOxlO55 II -4.000 OxlO5-5.000 OxlO5 I -6.000-6.046 OxlO5 OxlO6x1055 (b)暴雨工况步数3DEC_DP7 52l 5.20

2019/3/9 21：53；15XT剪应力 R 3.0973.000 2.500 4x105OxlO5 2.000 1.500 OxlOOxlO5 1.000 OxlO55 5.000 OxlOOxlO5 I 0.000-5.000 0x10°4-1.000 OxlOOxlO45 II -1.500 -2.000 OxlO5 -2.500 OxlO5 I-3.000 OxlOOxlO55 U -3.500 OxlO5 I -4.000 OxlO5 I -4.500 OxlO5 I -5.000-5.042 OxlO4x1055 (c)地震工况图12 治理后不同工况下边坡！$剪应力云图（单位:Pa）Fig. 12 Under the different operating conditions, the stress

cloud map of !#$shear stress（ unit：Pa）图13为横山寺西侧边坡治理后暴雨和地震工况

下的总位移云图和位移矢量图。暴雨条件下,潜在滑

体后缘拉张裂缝处位移最大,位移量约6.2 mm；地震

况 下 , ( ) 固 潜 体与 下 体成 个 整 体 , 地震 使 边 整 体位 移增 , 位 移 量0. 5〜1. 2 mm,潜在滑体后缘最大位移约1. 8 mm。综上可知,边 开挖后,经过 (索)加固 ，第2期中国地质灾害与防治学报-4 1 -步数7 4172019/3/7 13：23：143DEC_DP 5.总位移6.201 0x106.000 0x105.500 0x105.000 0x104.500 0x104.000 0x103.500 0x103.000 0x102.500 0x102.000 0x101.500 0x101.000 0x105.000 0x100.000 0x10步数7 417

2019/3/7 13：24：173DEC_DP 5.20位移矢量1(a)暴雨工况下总位移云图 6.205 6x10-36.000 0x10-35.500 0x10-35.000 0x10-34.500 0x10-34.000 0x10-33.500 0x10-33.000 0x10-32.500 0x10-32.000 0x10-31.500 0X10-31.000 0x10-35.000 0x1070.000 0x10°(b)暴雨工况下位移矢量图步数7 52?2019/3/7 12：55：423DEC_DP 5.20

总位移 1.782 8灯0-3

3DEC_DP 5.20步数7 521

2019/3/7 ]2；59：29位移矢量1.7000x10-3 1.600 0x10-3 1.500 0x10-3 1.400 0x10-3 1.300 0x10-3 1 1.200 0x10-31.100 0x107111 1.803 6x10-31.800 0x10-31.700 0x10-31.600 0x10-31.500 0x10-31.400 0x10-3 1.300 0x10-31.200 0x10-31.000 0x10-39.000 0x107(c)地震工况下总位移云图8.000 0x107(d)地震工况下位移矢量图7.000 0x10-41.100 0x10-36.000 0x10-41.000 0x10-35.000 0x1079.000 0x107图13 治理后不同工况下边坡位移情况(单位:m)4.000 0x1078.000 0x1077.000 0x10-43.000 0x107Fig. 13 The displacement of the slope under diCerent6.000 operatcg 0x107 conditions after governance ( unit: m)2.0000x1071.000 0x1075.000 0x1070.000 0x10°4.000 0x1073.000 0x1072.000 0x107潜在滑坡体与深层岩体连接为一个整体。地震条件

1.000 0x1070.000 0x10°下，潜 动

效果良好。和下部的位移方向无明 化,整体未出现大位移,局 产生明显的滑动,整体加固3.3坡体位移及裂缝自动化监测边坡通过

坡脚

减载、 ()联合加固，坡体下滑力降低,并与下部基 边

刷

个整体。通过 、平台布 、排 、加格，坡体压脚后,强,地 效排除,入。为明确治理后后缘图14监测点分布图量 减少,降低了边坡下滑的 拉张裂缝的位移进行 开展

，

。

整个坡体的位移变化情况,需要对治理后边

动化监测手段平台及台阶斜 1Fig. 14 Monitorcg poCt distritution体的 平 位移 化量 和边 后缘 张 裂 的 变化量。自动化

变化量在0〜3. 6 mm,潜在滑面附近岩体稍有错动$ 在温度等因素的影响下,边

系统由位移传感器、数据采集仪斜仪和裂缝$的 体 ，J3、和无线 计。

模块构成。位移传感器 分布情况如图14

J4 斜孔的位移方向均与边坡的滑动方向相反，各

测斜孔整体位移变化量在0〜3.3 mm,岩体几乎不发

图15 ( v)、( b )、( c)、(d )、( e)分别为各监测点位

生下滑$ J5 斜孔的位移方向由边 动方向转 到相反方向，在治 固

移时程图$由图可知J1、J2 斜孔的位移总下，各测斜孔位移总-4 2 -喻永祥，等：雪浪山横山寺西侧顺层岩质高边坡变形破坏机理与治理方案分析2020 年变化量在0〜6. 1 mm,岩体中部的变形较大，此处应为 位移量约为6.1mm。边坡治理之前，最大位移量达到7.47 cm,说明边坡在通过

潜 位置$

4.03.5述, 平位移均 r4.03.5固后，总体不再化,但 化量较小,整体变化趋势 于定值，最大

—测斜孔401——测斜孔402—

—测斜孔403—

产生大位移,治效 $0.5 |-3.03.02.5测斜孔501测斜孔502测斜孔503测斜孔504—测斜孔201—-测斜孔202—测斜孔203—

2.01.5-1.0 -

-1.5 --2.0 -

1.02.50-2.5 --3.0 -2018-05-112018-06-20 2018-07-30 2018-09-08

-0.5 ---------------------------------------------------2018-05-11 2018-06-20 2018-07-30 2018-09-08 -0.52018-05-112018-06-20 2018-07-30 2018-09-08时间/（年-月-日）（a） J1监测点8 6 4 2

时间/（年-月-日）（b） J2监测点测斜孔601测斜孔602测斜孔603测斜孔604测斜孔605 测斜孔606umI/推^0.5 I-时间/（年-月-日）（c） J3监测点0-2 -------------------------------------2018-05-11 2018-06-20 2018-07-30 2018-09-08-1.5裂缝计L1裂缝计L2裂缝计L3时间/（年-月-日）⑴裂缝计2018-05-11 2018-06-20 2018-07-30 2018-09-08

-2.0 -------2018-05-112018-06-20 2018-07-30 2018-09-08

时间/（年-月-日）（d） J4监测时间/（年-月-日）（e） J5监测点图15 各监测点时间位移曲线及裂缝计位移时程图Fig. 15 The time displacement curve and the displacement of the crack meter are meassred图15 (f)为边坡后缘拉张裂缝处的裂缝计位移时 程图，纵

量增加,下滑力增大,潜在滑体沿软弱面剪出，拉裂缝

向代表裂缝的扩张方向$由图15 知,张裂缝的隙宽均

在坡体后缘出现,其最大位移达到7.47 cm$地震工 况下,边 地震

增加,增量较小，且增，整体沿潜在滑面移动，最大速逐渐变缓，最后趋于稳定$裂缝位移监测点L1 #L2、

L3的位移量分别约为1. 0 mm、l. 3 mm、l. 8 mm,三个

总位移4. 73 cm。(3)结合边 移机制与数值模拟，采取开挖放 坡、

裂缝计的 量均较小，且裂 侧的 量较北侧()联合加固、 、脚 平台布设的 量大，说明张裂 被 后， 张、排 治 ，边 定性 ，达到了系统,势,但未继续出现 ，边坡的下滑已经得到 $治理效果。为防 了解边坡动态$参考文献：，需对边坡建立长期

4结论本文以无锡市滨湖区雪浪山横山寺西侧边坡勘察 与设计项目为基础,通过

单元法和 手段对边:1 :王涛，吴树仁，石菊松，等•国内外典型工程滑坡

整体稳定性进行 面。

，得出如下结论：弱夹层层灾害比较:J].地质通报，2013 , 32 ( 12) : 1881 -

19. [ WANG T, WU S R, SHI J S, et al. A

(1) 边 顺向坡,潜 动

组典型节理裂隙的切割，边 出现压应力集comparative study of typical engineering landslide disasters both in China and abroad [ J ] . 5eclogicai Bulletin of China, 2013 , 32 ( 12) : 1881 - 19. (in

中现象$ 发育 张裂缝， 张势，边存在较大的滑塌隐患。Chinese) *(2) 通过3DEC数值模拟分析可知，天然边坡欠稳

[2 *王立朝.贵州水城“ 7-23 ”特大山体滑坡[J*.中国

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