西南某机场高填方边坡滑塌机制分析与处理措施研究

谢春庆 潘凯 廖崇高 徐腾辉 吉峰

谢春庆, 潘凯, 廖崇高, 徐腾辉, 吉峰. 2017: 西南某机场高填方边坡滑塌机制分析与处理措施研究. 工程地质学报, 25(4): 1083-1093. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017.04.023
引用本文: 谢春庆, 潘凯, 廖崇高, 徐腾辉, 吉峰. 2017: 西南某机场高填方边坡滑塌机制分析与处理措施研究. 工程地质学报, 25(4): 1083-1093. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017.04.023
XIE Chunqing, PAN Kai, LIAO Chonggao, XU Tenghui, JI Feng. 2017: LANDSLIDE MECHANISM AND TREATMENT MEASURES FOR HIGH FILL SLOPE AT AIRPORT IN SOUTHWESTERN CHINA. JOURNAL OF ENGINEERING GEOLOGY, 25(4): 1083-1093. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017.04.023
Citation: XIE Chunqing, PAN Kai, LIAO Chonggao, XU Tenghui, JI Feng. 2017: LANDSLIDE MECHANISM AND TREATMENT MEASURES FOR HIGH FILL SLOPE AT AIRPORT IN SOUTHWESTERN CHINA. JOURNAL OF ENGINEERING GEOLOGY, 25(4): 1083-1093. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017.04.023

西南某机场高填方边坡滑塌机制分析与处理措施研究

doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017.04.023
基金项目: 

国家自然科学基金项目 8308082

详细信息
    作者简介:

    谢春庆(1969-), 男, 博士, 教授, 高级工程师, 主要从事岩土工程勘察设计与研究工作.Email:xcqdy@263.net

    通讯作者:

    潘凯(1989-), 男, 学士, 工程师, 主要从事岩土工程勘察设计与研究工作.Email:pk1499128858@163.com

  • 中图分类号: TU43

LANDSLIDE MECHANISM AND TREATMENT MEASURES FOR HIGH FILL SLOPE AT AIRPORT IN SOUTHWESTERN CHINA

  • 摘要: 西南某高填方机场土石方工程竣工后不久遭遇了持续半月的强降水,在一次突发暴雨后4h,边坡发生了滑塌。采用监测、检测、现场调查、原位试验、室内试验、数值模拟等手段进行综合分析。结果认为,该机场高填方边坡滑塌主要是采用含碎石黏性土填筑的土面区、边坡影响区,因强夯补强破坏了填筑体内原有的碎石排水层,造成了采用碎石填筑的道槽区入渗的降水不能及时排出而引发的高地下水压力、渗透变形、浸泡软化等共同作用所致。最后针对性地采取填筑体顶面薄膜覆盖,坡面出水点网装级配碎石反滤和引流、滑塌坡面袋装碎石回填的应急处理措施,以及填筑体顶面黏性土回填、坡面碎石换填、仰斜管排水的永久处理方法,有效地控制了边坡的进一步变形、滑塌,取得了良好的灾害治理效果。
  • 图  1  垮塌段平面图

    Figure  1.  Graphic of the collapse section

    图  2  A-A′断面设计图

    Figure  2.  A-A′ sectional design

    图  3  降雨量监测值分布图

    Figure  3.  Rainfall distribution map

    图  4  土面区顶部积水

    Figure  4.  Ponding on top of soil surface

    图  5  雨后顶面排水沟中积水

    Figure  5.  Ponding in the top gutter after the rain

    图  6  滑塌区域分布与监测点平面布置图

    Figure  6.  Slumping regional distribution and monitoring points

    图  7  T01-T06监测点位移量及位移速率曲线

    a. H向累计位移量(mm);b. P向累计位移量(mm);c. H向位移速率(mm ·d-1);d. P向位移速率(mm ·d-1)

    Figure  7.  T01-T06 displacement and displacement rate curve of the monitoring points

    图  8  边坡鼓胀、坡脚剪出

    Figure  8.  Bulging slope, toe cut

    图  9  坡面后缘密集拉裂

    Figure  9.  Intensive crack of the slope trailing edge

    图  10  边坡下部突水点-冒浑水

    Figure  10.  The taking water point-taking muddy water

    图  11  边坡区填筑用料

    Figure  11.  Filling materials of the slope

    图  12  碎石红黏土中的渗流通道(n×10-x为渗透系数)

    Figure  12.  Gravel red clay seepage channel

    图  13  降雨入渗、地下水渗流与斜坡失稳关系示意图

    Figure  13.  The relationship schematic diagram of slope instability relate to groundwater flow and infiltration

    图  14  数值建模几何模型

    Figure  14.  Geometry of the numerical modeling

    图  15  土体的水-土特征曲线

    Figure  15.  Water-soil characteristic curve of soil

    图  16  土体的渗透系数曲线

    Figure  16.  Hydraulic conductivity curve of soils

    图  17  不同降雨历时土体体积含水率等值线图

    a.降雨历时1h;b.降雨历时12h;c.降雨历时24h;d.降雨历时48h;e.降雨历时72h

    Figure  17.  Soil volumetric water content contour map of different rainfall duration

    图  18  不同降雨历时体积含水率-深度分布曲线

    Figure  18.  Volumetric water content-depth distribution curve of different rainfall duration

    图  19  不同降雨历时孔隙水压力-深度分布曲线

    Figure  19.  Pore water pressure-depth distribution curve of different rainfall duration

    图  20  各降雨历时边坡稳定性和滑带分布图

    a.降雨历时1h;b.降雨历时24h;b.降雨历时48h;d.降雨历时72h

    Figure  20.  Slope stability and slip band profile of different rainfall duration

    图  21  降雨历时-边坡稳定性分布曲线

    Figure  21.  Distribution curve of rainfall duration and slop stability

    图  22  天然工况下应变及位移矢量分布图(单位:mm)

    Figure  22.  Strain and displacement vector map in natural conditions (displacement unit: mm)

    图  23  降雨工况下应变及位移矢量分布图(单位:mm)

    Figure  23.  Strain and displacement vector map in rainfall conditions

    图  24  防水土工布和薄膜覆盖顶面

    Figure  24.  Water proof geotextile and film covering the top surface

    图  25  应急排水孔

    Figure  25.  Emergency drain

    表  1  建模物理力学参数

    Table  1.   Modeling of physical and mechanical parameters

    分类 容重
    /kN·m-3
    黏聚力
    /kPa
    摩擦角
    /(°)
    模量
    /kPa
    泊松比 渗透系数
    /m·s-1
    碎石 2000 2.0 29.0 3.4E4 0.21 1.9E-2
    含碎石
    红黏土
    1850 41 22.0 6.1E3 0.25 2.88E-6
    白云岩 2720 5400 44.0 1.12E7 0.20 4.2E-10
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-10-14
  • 修回日期:  2016-11-12
  • 刊出日期:  2017-08-25

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