北京千灵山生态修复边坡稳定性研究

张辉旭; 王小烈; 王红才; 郭彬彬; 朱立新; 赵卫华; 李阿伟; 孙东生; 马 越

北京千灵山生态修复边坡稳定性研究

1.
中国地质科学院；国土资源部重点实验室办公室
2.
中国地质科学院
3.
中国地质科学院地质力学研究所；国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室

基金项目: 国土资源部公益性行业科研专项（201211086-01、200911015-06、201011070）和国土资源部深部探测技术与实验研究专项（Sinoprobe-07）资助

计量
- 文章访问数: 2190
- HTML浏览量: 307
- PDF下载量: 1340
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2013-10-20
- 发布日期: 2013-12-25

Analysis on stability of ecologically restored slope in Qianlingshan, Beijing

1.
Chinese Academy of Geological Sciences；Office of Key Laboratory, Ministry of Land and Resources
2.
Chinese Academy of Geological Sciences
3.
Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences；Key Laboratory of Neotectonic Movement and Geohazard, Ministry of Land and Resources

摘要

摘要: 开采形成的矿山岩质高陡边坡，造成山体缺损、水土流失、生态破坏，容易产生边坡失稳、崩塌滑落等地质灾害，急需进行生态修复治理。本文以北京市西郊千灵山生态修复岩质高陡边坡为例，根据地质雷达实测剖面分析及室内试验得到的岩体内部结构信息和岩石力学参数，建立了生态边坡的地质力学模型，并用有限元强度折减法对千灵山岩质高陡边坡生态修复前后的稳定性进行了模拟计算。结果表明，非降雨、降雨（饱水）条件下自然岩石边坡和生态修复后的边坡其安全系数分别为17、12.5、5、2；边坡变形以坡脚和生态带区域的中下部位最大，边坡潜在滑动面主要沿坡脚45°方向上扩展。因此，岩石边坡坡脚和生态带区域的中下部位应是重点加固区，需通过锚杆加固和有效排水对之进行处理。
- 岩质边坡 /
- 地质雷达探测 /
- 强度折减法 /
- 岩石力学 /
- 生态袋修复 /
- 边坡安全系数
Abstract: The analysis on high-steep rocky slope stability is a research focus for a long time, because it is considered as the reason why geological disasters occurres, such as slope instability and landslide. Ecological restoration of slope is an urgent issue that can improve environment but may reduce the stability of the whole slope system in some extent. The stability of the ecological slope in Qianlingshan, west suburb of Beijing is analyzed with nonlinear FEM strength reduction method. The interpretation of geological penetrating radar surveying refers to that the rock slope consists of isotropic limestone without obvious fault. The numerical modeling is based on the parameters by rock mechanical experiment, combined with the internal structure of rock mass measured by geological penetrating radar. The safety factors and plastic area distribution and deformation contours are obtained under different load conditions. The result shows that the safety factors are 17 and 12.5 and 5 and 2 respectively on dry natural slope, dry ecologically-restored slope and saturated natural slope as well as saturated ecologically-restored slope. And that the deformation of slope are biggest on the foot of slope and the middle and lower parts of ecological band, the potential sliding surface mainly extends towards the top of slope along the plane of 45° dip angle. Thus, the basal slope and the middle and lower parts of the ecologic zone are the major reinforcement places and the reinforcement measure should be anchor rod fixation and effective water drainage.
- high-steep rocky slope /
- GPR survey /
- strength reduction of FEM /
- rock mechanics /
- restoration with ecology bag /
- safety factor of slope

HTML

参考文献(26)

[1]	陈祖煜. 岩质边坡稳定性分析——原理、方法、程序［M］. 北京：中国水利水电出版社，2005.
[2]	赵尚毅，郑颖人，邓卫东. 用有限元强度折减法进行节理岩质边坡稳定性分析［J］. 岩石力学与工程报，2003，22（2）：254-260.
[3]	崔满强. ANSYS边坡生态修复数值模拟应用研究［J］. 水科学与工程技术，2012，（3）：46-48.
[4]	雷远见，王水林.基于离散元的强度折减法分析岩质边坡稳定性［J］. 岩土力学，2006，27（10）：1693-1698.
[5]	赵尚毅，郑颖人，时卫民，等. 用有限元强度折减法求边坡稳定安全系数［J］. 岩土工程学报，2002，24（3）：343-346.
[6]	赵尚毅，郑颖人，邓卫东. 岩质边坡破坏机制有限元数值模拟分析［J］. 岩石力学与工程报，2003，22（12）：1943-1952.
[7]	宋永鹏，北京市丰台区千灵山岩质高边坡稳定性分析［D］. 中国地质大学（北京），2010.
[8]	茹瑞典，张金才，戚筱俊. 地质雷达探测技术的应用研究［J］. 工程地质学报，1996，4（2）：51-56.
[9]	李宁，钱七虎. 岩质高边坡稳定性分析与评价中的四个准则［J］. 岩石力学与工程报，2010，29（9）：1754-1759.
[10]	李红，宫必宁，陈琰. 有限元强度折减法边坡失稳判据［J］. 水利与建筑工程学报，2007，5（1）：79-82.
[11]	赵尚毅，郑颖人，张鲁渝. 用有限元强度折减法进行边坡稳定性分析［J］. 中国工程科学，2002，4（10）：57-61.
[12]	汪小刚，张建红，赵毓芝，等. 用离心模型研究岩石边坡的倾倒破坏［J］. 岩土工程学报，1996，18（5）：14-21.
[13]	刘立平，姜德义，郑硕才，等. 边坡稳定性分析方法的最新进展［J］.重庆大学学报（自然科学版），2000，23（3）：115-118.
[14]	刘红帅，杨俊波，薄景山，等. 岩土体物理力学参数对岩质滑坡稳定性的影响［J］. 煤田地质与勘探，2008，36（1）：37-40.
[15]	〖JP2〗张国栋，刘学，金星，等. 基于有限单元法的岩土边坡动力稳定分析及评价方法研究进展［J］. 工程力学，2008，25（增2）；44-52.〖JP〗
[16]	徐干成，郑颖人. 岩土工程中屈服准则应用研究［J］. 岩土工程学报，1990，12（2）：93-99.
[17]	王连捷，周春景，吴珍汉，等，用有限元极限平衡法分析边坡的稳定性［J］.中国地质，2008，35（5）：1031-1036.
[18]	王红才，赵卫华，孙东生，等．岩石塑性变形条件下的MohrCoulomb屈服准则［J］．地球物理学报，2012，55（12），4232-4238.
[19]	张永双，王红才. 砂黄土高边坡稳定性的数值模拟研究［J］．地质力学学报，2004，10（4）：357-365.
[20]	马秀敏，彭华，姜景捷，等. 新疆西部北天山深埋特长隧道工程区应力场数值模拟［J］．地质力学学报，2012，18（1）：1-10.
[21]	陈晓洋，张宏阳，冀东，等. 重庆某不稳定斜坡变形监测及稳定性分析［J］．地质力学学报，2011，17（4）：402-409.
[22]	Huang Maosong，Qin Jiacang. Strength reduction FEM in stability analysis of soil slopes subjected to transient unsaturated seepage［J］. Computers and Geotechnics，2009，36（1）：93-101.
[23]	Chen Jingxi，Ke Pengzhen，Guang Zhang. Slope stability analysis by strength reduction elasto-plastic FEM［J］. Key Engineering Materials，2007（345）：625-628.
[24]	Sun Shuwei，Zhu Benzhen，Bian Xiaolin. Strength reduction analysis for the stability of Pile-Slope system［J］. Advanced Science Letters，2011，4（8-10）：3146-3150.
[25]	Jiang Qingqing. Strength reduction method for slope based on a ubiquitous-joint criterion and its application［J］. Ming science and Technology，2009，19（4）：452-456.
[26]	朱立新，张辉旭，骆祥君，等.加筋土边坡治理技术［M］.北京：地质出版社，2012.