水電站順層巖質邊坡的穩定性分析

楊君

摘 要：水電站順層巖質邊坡的穩定性分析，通過對水電站順層巖質邊坡進行有限元法的分析，建立穩定性的參考數據，從而得出了影響順層巖質邊坡穩定性的因素，主要包括地下水對邊坡的侵蝕，結構邊角對于邊坡穩定性的影響等，從而得出對順層巖質邊坡的穩定性的一些分析結果。

關鍵詞：順層巖質邊坡；穩定性；有限元

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.093

0 引言

我國是全世界興建水利工程的大國，但是，水利工程的大量建設，隨之而來的一個問題就是順層巖質邊坡的穩定性的問題，有很多邊坡的工程質量問題直接影響到整個工程的穩定性，目前可以得出的，影響水利工程穩定性順層巖質邊坡的主要成因有結構面傾角大小粘聚力，地下水對邊坡的侵蝕，結構邊角對于邊坡穩定性的影響等。

因而，本文通過對水電站順層巖質邊坡進行有限元法的分析，建立穩定性的參考數據并且對影響水電站順層巖質邊坡的穩定性的因素進行分析得出順層巖質邊坡穩定性的一些因素，從而對鞏固水電站順層巖質邊坡的穩定性提出一些建議和意見。

1 邊坡工程概況

某水電站邊坡工程的地理位置是位于西南山區地帶，地理條件十分復雜，主要的地形式高坡，隨處可見裸露的地貌，地基的穩定性非常差，而且順坡的土壤條件很差，因此沒有形成穩定的護坡，而且巖層中主要是以不穩定的花崗巖為主，在進行護坡建設中，自燃坡高度是即將開挖的頗高一倍多，所以需要對整體坡度進行防護，而且層面傾斜度較高，通過測試，軟弱夾層的傾斜面比較強，根據實驗數據可以得出。

2 順層巖質邊坡穩定性數值模擬研究

2.1 有限元模型

本次所采用的數據是在將土壤視同為同等情況下的彈性塑料材料。用Drucker-Prager屈服準則來進行描述這種材料的彈性，DruckerPrager函數的表達式如下：

其中，I1 為應力第一不變量； J2 為偏應力第二不變量； a，y 均為Drucker-Prager準則的相關參數。

2.2 邊坡穩定性與粘聚力關系

假設沒有地下水位時，起不同的七個數值，保持其他數值不變，從而得出一個相對的安全系數值。

由得出的系數可以發現，安全系數和土壤的粘聚力之間是有一定的關系的，成線性發展關系，隨著安全系數的增加，土壤粘聚力也逐漸增加。

而且，安全系數與內摩擦角也是保持線性關系，安全系數增大的同時，內摩擦角的增大，安全系數Fs 也隨之增大，邊坡穩定安全系數也隨著安全系數的增加而增加。

2.3 邊坡穩定性與地下水位的關系

地下水位的的數值從0取了相應的六個數值，進行地下水位與邊坡穩定性的關系測試，從地下水位的高度距離可以看出，邊坡穩定性對于地下水位的變化影響較大，地下水位升高，邊坡穩定性會逐漸降低。隨著地下水位的下降，邊坡穩定性也在不斷加強，因此，地下水位的高度與邊坡穩定性有很大關系。

從以上分析可以得出，邊坡的結構面傾斜度對于邊坡結構的穩定性起到重要作用，邊坡結構夾角有一個數值的范圍，是34°前后的范圍，當邊坡結構面傾角小于34°時，邊坡的穩定系數隨著邊坡夾角增大呈現出不穩定的特點，從而可以得出，邊坡的角度越小，對于結構的穩定性越強，越有利于邊坡的結構性穩定。但當結構面傾角大于34°時，邊坡的穩定系數隨著邊坡夾角增大呈現出穩定的特點，從而可以得出邊坡安全系數隨著結構面的增強而呈現出穩定，因此，邊坡的角度越大，對于結構的穩定性越差強。

3 結語

（1）根據以上的數據得出，順延角的傾斜度大小，地下水位的高低都會對邊坡穩定性造成一定的影響，隨著數據的增大，表現為傾斜坡度的增大以及地下水位的升高，會對邊坡的穩定性造成壓力，反之，如果斜坡度的減小以及地下水位的降低，會對邊坡的穩定性減小壓力，從而可以在坡度建設時，注意地下水位的高度，以及在工程同等條件下，如果坡度的傾斜角高于34°時，斜坡的穩定性降低，所以，斜坡的夾角度數對于巖體的穩定性十分重要。（2）其次， 軟弱結構面的強度參數對于順層巖質邊坡的穩定性影響非常大，邊坡的穩定性隨著軟弱結構面的強度增高而增強，因此，在修建護坡時，要注意加強邊坡排水的建設，保持邊坡排水順暢，從而降低邊坡的地下水位。

參考文獻：

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