基于FLAC3D的寒區(qū)正融土坡穩(wěn)定性數(shù)值模擬分析

劉振國

（黑龍江省龍建路橋第一工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

滑坡是一種嚴重的地質(zhì)災害，給人類的生命財產(chǎn)帶來重大隱患。季節(jié)冰凍區(qū)土質(zhì)邊坡在溫度荷載作用下，由于土體內(nèi)水分的遷移以及土體自重的影響，常在春融期發(fā)生淺層滑坡，嚴重威脅著公路運營的安全。目前，許多學者對季凍區(qū)邊坡穩(wěn)定性進行了研究，土坡內(nèi)部的正凍土與融化土之間存在交界面，隨著凍融循環(huán)作用，該界面處有大量自由水積聚，導致土體抗剪強度明顯低于土坡內(nèi)其它部位。采用數(shù)值模擬的方法分析其極限狀態(tài)，有助于對季凍區(qū)土坡滑移進行更深入的了解，并對邊坡的設計以及健康監(jiān)測提供一定數(shù)據(jù)借鑒。

FLAC（Fast Lagrangian Analysis of Continua）即連續(xù)介質(zhì)快速拉格朗日分析，是一種基于拉格朗日差分方法的顯式有限差分程序，也是巖土力學計算的重要數(shù)值方法之一。采用此分析方法，以溫度為外加荷載，對季凍區(qū)正融土質(zhì)邊坡進行穩(wěn)定性模擬分析。通過結(jié)果分析其破壞形態(tài)的同時，確定邊坡內(nèi)部受力及變形最不利位置，為季凍區(qū)正融土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性監(jiān)測提供理論借鑒。

1 邊坡數(shù)值模型的建立

1.1 土坡幾何結(jié)構(gòu)形式

本文所設計的邊坡坡度為1∶1，其深度應為10m，假設邊坡內(nèi)部土質(zhì)均勻。具體的土質(zhì)邊坡模型尺寸如圖1所示。

1.2 材料模型及參數(shù)

土樣的本構(gòu)模型選用經(jīng)典的摩爾－庫侖（Mohr－Coulomb Model）彈塑性模型。土樣的具體參數(shù)為：容重γ＝20kN／m3，內(nèi)摩擦角φ＝20°，粘聚力c＝40kPa，彈性模量E＝20MPa，泊松比μ＝0.3，土的初始含水量為22%。……