喻永祥，何 偉，李 勇，李后堯，張紀(jì)星，劉德飛

(1.江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇 南京 210018; 2.河海大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 211100)

0 引言

近年來(lái)，隨著開(kāi)山采石、修建堤壩等大型工程活動(dòng)的增多，人工斜坡不斷涌現(xiàn)，如未能及時(shí)對(duì)其加固處理，會(huì)比自然斜坡更易發(fā)生滑坡、崩塌等災(zāi)害。國(guó)內(nèi)外滑坡災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，如1996年的貴州印江巖口滑坡、2019年貴州水城“7·23”特大山體滑坡、2010年烏干達(dá)東部布達(dá)地區(qū)大滑坡等，都帶來(lái)了人員傷亡和財(cái)產(chǎn)的損失[1-3]。所以，邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與治理措施研究刻不容緩。

邊坡的穩(wěn)定性分析是地質(zhì)災(zāi)害防治的一個(gè)重要內(nèi)容，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已在這方面做了大量的研究工作。繩培等[4]運(yùn)用極限平衡、有限差分?jǐn)?shù)值計(jì)算方法分析了軟硬互層高邊坡的穩(wěn)定性特征，并提出了相應(yīng)的治理措施。劉順青等[5]采用有限元極限分析法對(duì)土石混合邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，得出塊石空間的分布位置對(duì)安全系數(shù)的影響較大。葉帥華等[6]利用PLAXIS3D巖土有限元軟件,建立邊坡穩(wěn)定性計(jì)算模型,研究降雨入滲條件下多級(jí)黃土高邊坡的穩(wěn)定性特性。何振杰等[7]對(duì)位于南京市的下蜀土滑坡進(jìn)行PFC2D數(shù)值模擬,研究滑坡變形破壞及滑動(dòng)全過(guò)程。KAZEMIAN等[8]采用三維強(qiáng)度折減法研究了土工細(xì)胞加固邊坡的穩(wěn)定性。考慮到土工細(xì)胞與填土和周?chē)寥赖慕佑|，采用單層和三層土工細(xì)胞對(duì)典型的局部受力邊坡進(jìn)行了模擬。OBREGON等[9]以秘魯某露天礦邊坡為例，采用基于概率的方法，將基于立體投影技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與極限平衡法的動(dòng)力學(xué)分析相結(jié)合，對(duì)該礦臺(tái)地邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。BASAHEL等[10]利用FLAC3D代碼生成一個(gè)三維的、普遍存在節(jié)理裂隙的邊坡模型，研究了最主要的、最不利的結(jié)構(gòu)面方向?qū)吰旅娴挠绊?。邊坡穩(wěn)定性的影響因素是多方面的，其中降雨和地震是影響邊坡穩(wěn)定性很重要的因素[11-13]。張春生等[14]研究了地震作用下塊體位移時(shí)程的響應(yīng)規(guī)律、殘余變形的分布規(guī)律,揭示邊坡塊體的破壞模式。CHANDA等[15]提出了地震荷載作用下假定邊坡為圓形破壞面的安全系數(shù)的評(píng)價(jià)方法。JAFARZADEH等[16]提出了地震誘發(fā)滑坡位移的預(yù)測(cè)方法。ALESSIO[17]利用有限邊坡穩(wěn)定模型和一維水流模型對(duì)該地區(qū)淺層滑坡在一定降雨強(qiáng)度下的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，結(jié)果表明一定強(qiáng)度的降雨可以引發(fā)廣泛的淺層滑坡。

綜上所述，邊坡的穩(wěn)定性分析數(shù)值模擬方法主要有有限元法、有限拆分法、離散單元法等，但目前對(duì)離散單元法的研究相對(duì)較少。離散單元法對(duì)模擬含節(jié)理裂隙的巖質(zhì)邊坡具有優(yōu)越性[18]。因此，本文以雪浪山橫山寺西側(cè)順層巖質(zhì)高邊坡為研究對(duì)象，運(yùn)用離散單元法對(duì)不同工況下的邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果提出治理措施，解決邊坡的穩(wěn)定性問(wèn)題。

1 邊坡基本特征與數(shù)值模型構(gòu)建

1.1 邊坡基本特征

雪浪山東側(cè)山體多處曾為采石場(chǎng)，露天采石活動(dòng)遺留了高而陡的人工開(kāi)采坡面，陡壁上或多或少存在危巖石塊。礦山關(guān)閉后，邊坡曾被局部治理，主要采取坡腳短擋墻、覆土種植、坡面補(bǔ)充種植、截排水溝等工藝，但未能徹底消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，存在發(fā)生崩塌、滑坡的危險(xiǎn)。擬研究邊坡位于雪浪山東部橫山寺西側(cè)，邊坡寬度約120 m，坡面面積約26 054 m2，總體走向北北西向，坡向北東東，坡度40°～50°，高差57.3～76.7 m。邊坡組成巖性為五通組石英砂巖、局部夾粉砂質(zhì)泥巖。巖層走向北北東向，傾向南東東，邊坡結(jié)構(gòu)為順向坡。本區(qū)主要發(fā)育滑移式崩塌災(zāi)害，滑塌體約2.0×104m3，分布于邊坡的中上部(圖1)。

圖1 研究區(qū)地貌(鏡向：南偏西30°)Fig.1 Study zoning

邊坡所處地層巖性主要為泥盆系五通組厚層石英砂巖夾薄層粉砂質(zhì)泥巖和頁(yè)巖。石英砂巖強(qiáng)度高、抗風(fēng)化能力強(qiáng)，以弱風(fēng)化為主。粉砂質(zhì)泥巖和頁(yè)巖距離坡面深度8.0～9.0 m，易風(fēng)化，較破碎，是邊坡的薄弱部位。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，坡面上分布有大量裂縫，裂縫性質(zhì)為拉張裂縫，并有明顯錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，主要裂縫產(chǎn)狀分別為160°～180°∠70°～80°、270°～275°∠75°～83°，裂縫開(kāi)裂寬度0.1～2 m，深度8.0～9.0 m，長(zhǎng)度可達(dá)25 m，總體表現(xiàn)為坡頂線(xiàn)處裂縫寬度和深度最大，向坡內(nèi)逐漸變窄(圖2)。綜上，邊坡的順向坡結(jié)構(gòu)、力學(xué)性質(zhì)較差的軟弱夾層以及邊坡頂部雖已封填但仍有擴(kuò)張趨勢(shì)的拉張裂縫，皆是順層巖質(zhì)滑坡產(chǎn)生的有利條件。因此需對(duì)邊坡的穩(wěn)定性做進(jìn)一步的分析。

圖2 邊坡拉張裂縫(鏡向：北偏東30°)Fig.2 Slope tension crack

1.2 構(gòu)建邊坡模型及參數(shù)選取

圖3 橫山寺西側(cè)邊坡計(jì)算模型Fig.3 The slope calculation model of the west side of Hengshan Temple

本文首先通過(guò)AutoCAD、Surfer軟件構(gòu)建橫山寺西側(cè)邊坡的三維地質(zhì)體模型，再運(yùn)用3DEC數(shù)值模擬軟件對(duì)研究區(qū)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。建立模型如圖3所示，橫山寺西側(cè)地質(zhì)體計(jì)算模型水平自西向東方向長(zhǎng)(X軸正向)180 m，水平南北方向?qū)?Z軸正向)120 m，豎直向高度為(Y軸正向)120 m，區(qū)內(nèi)主要有產(chǎn)狀分別為160°～180°∠70°～80°和270°～275°∠75°～83°的兩組節(jié)理，平均間距約5 m；坡體后緣發(fā)育有一道與邊坡走向基本相同的拉張裂縫，產(chǎn)狀為270°∠80°；潛在滑動(dòng)面即為粉砂質(zhì)泥巖和頁(yè)巖軟弱夾層，產(chǎn)狀為101°∠20°，滑面深度由鉆探資料獲得。在坡體上易滑動(dòng)部位與邊坡剪出口位置共布置3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。該模型以摩爾-庫(kù)侖屈服準(zhǔn)則作為本構(gòu)關(guān)系，巖石材料及潛在滑面的物理力學(xué)參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察、相關(guān)規(guī)范及室內(nèi)試驗(yàn)綜合確定，各項(xiàng)參數(shù)見(jiàn)表1和表2。通過(guò)在水平方向上設(shè)置加速度模擬地震對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。查閱《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306—2015可知，研究區(qū)地震動(dòng)參數(shù)為0.05g(重力加速度g)，地震烈度為Ⅵ度。

表1 石英砂巖物理力學(xué)參數(shù)

表2 潛在滑面物理力學(xué)參數(shù)

2 橫山寺西側(cè)邊坡變形破壞機(jī)理分析

2.1 應(yīng)力分析

2.1.1最大主應(yīng)力分析

圖4為三種工況下橫山寺西側(cè)邊坡的最大主應(yīng)力云圖。從三維云圖可知，最大拉應(yīng)力主要集中在滑坡體東南側(cè)剪出口、產(chǎn)狀為270°∠80°的節(jié)理組附近以及產(chǎn)狀為170°∠70°的節(jié)理組北側(cè)。天然工況下，滑坡體上未出現(xiàn)壓應(yīng)力集中；地震工況下和暴雨工況下，壓應(yīng)力集中于滑坡體東南側(cè)剪出口處。三種工況下，深層巖體均受到產(chǎn)狀為160°～180°∠70°～80°和270°～275°∠75°～83°兩組節(jié)理的影響，出現(xiàn)明顯的壓應(yīng)力集中現(xiàn)象。天然工況下最大拉應(yīng)力約0.37 MPa，暴雨條件下最大拉應(yīng)力約為0.48 MPa，地震工況下最大拉應(yīng)力約0.42 MPa。綜上所述，坡體前緣及節(jié)理組附近出現(xiàn)拉應(yīng)力集中現(xiàn)象，易發(fā)生拉張破壞，進(jìn)而導(dǎo)致邊坡發(fā)生整體滑移。

圖4 治理前不同工況下邊坡最大主應(yīng)力云圖(單位：Pa)Fig.4 The maximum main stress cloud map of the lower slope under different operating conditions(unit：Pa)

2.1.2剪切應(yīng)力分析

圖5為三種工況下橫山寺西側(cè)邊坡的τX(jué)Y剪應(yīng)力云圖。從三維云圖可知，滑坡體所受剪應(yīng)力主要集中于前緣的兩個(gè)剪出口位置。最大剪應(yīng)力在邊坡天然狀態(tài)下約0.35 MPa，暴雨工況下約0.80 MPa，發(fā)生地震時(shí)最大剪應(yīng)力約0.60 MPa。綜上所述，受重力作用及節(jié)理面控制，坡體前緣剪出口位置剪應(yīng)力集中，巖體發(fā)生剪切破壞，暴雨和地震工況下這種剪切錯(cuò)動(dòng)尤為明顯。

圖5 治理前不同工況下邊坡τX(jué)Y剪應(yīng)力云圖(單位：Pa)Fig.5 Under the different operating conditions, the stress cloud map of the τX(jué)Yshear stress(unit：Pa)

2.2 位移分析

圖6為暴雨、地震工況下橫山寺西側(cè)邊坡的總位移云圖及位移矢量圖。坡體南側(cè)巖土體體積大，相對(duì)位移較大，受兩組節(jié)理控制，沿邊坡走向的節(jié)理組附近巖體破碎較嚴(yán)重。

從圖6中邊坡總位移云圖可以看出，暴雨工況下坡體總位移約為3～7 cm，邊坡后緣出現(xiàn)拉張裂縫，最大位移約7.47 cm；地震工況下坡體整體位移約3～4 cm，最大位移約4.73 cm。從邊坡的位移矢量圖可以獲知，潛在滑坡體在重力作用下，沿軟弱層面向正東滑動(dòng)，受到兩組節(jié)理控制，節(jié)理面兩側(cè)巖體的滑移方向有著些許的差異。

圖6 治理前不同工況下邊坡位移情況(單位：m)Fig.6 The displacement of the slope under different operating conditions(unit：m)

圖7分別為暴雨工況下各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的總位移、X向水平位移、Y向豎直位移和Z向水平位移的變化曲線(xiàn)圖。從圖中可以看出，暴雨工況下，1、2、3號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的總位移量分別為6.35 cm、5.20 cm和4.56 cm。其中X向水平位移為6.19 cm、4.94 cm和4.26 cm，豎向Y位移為-1.41 cm、-1.61 cm、-1.63 cm，水平Z向最大位移為0.02 cm、0.27 cm、0.04 cm。強(qiáng)降雨條件下，X、Y向位移均有所增加，1、3號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移差增大，2號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的Z向位移明顯增加。暴雨使局部巖體位移增加，且增幅較大，主要表現(xiàn)在水平向，坡體后緣的變形趨勢(shì)加大，易產(chǎn)生拉張裂縫和沿節(jié)理發(fā)育的小規(guī)?；?號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所在的部位水平Z向位移增大，易發(fā)育剪切破壞。

圖8分別為地震工況下各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的總位移、X向水平位移、Y向豎直位移和Z向水平位移的變化曲線(xiàn)圖。從圖中可以看出，地震工況下，1、2、3號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)總位移量分別為4.54 cm、4.01 cm和3.92 cm。X向水平位移為4.37 cm、3.78 cm和3.69 cm，豎向Y位移為-1.20 cm、-1.35 cm和-1.32 cm，Z向瞬時(shí)最大位移為0.04 cm、0.16 cm和0.01 cm。地震工況下，1號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移較大，有先滑動(dòng)的趨勢(shì)；2、3號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的總位移與X、Y方向位移相差無(wú)幾，在Z方向上，2號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移增大，可能比3號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所在部位先發(fā)生剪切破壞。

2.3 變形滑移機(jī)制分析

結(jié)合研究區(qū)工程地質(zhì)條件、邊坡變形現(xiàn)狀與離散元數(shù)值模擬結(jié)果可知，邊坡地層為單斜構(gòu)造，巖性為較堅(jiān)硬的石英砂巖夾軟弱的粉砂質(zhì)泥巖和頁(yè)巖，層面傾向與坡向大致相同，為順向結(jié)構(gòu)，潛在滑動(dòng)面即為軟弱夾層層面；開(kāi)山采石造成坡體前緣形成陡傾臨空面，為滑坡的發(fā)育提供剪出口；兩組相互交叉的節(jié)理將坡面巖體切割成塊狀，降低了坡面巖體的穩(wěn)定性，為深部順層巖質(zhì)滑坡的發(fā)育創(chuàng)造了有利條件。

天然狀態(tài)下，邊坡欠穩(wěn)定，坡面巖體在節(jié)理、裂隙的切割下，變成易滑動(dòng)的碎塊狀，一旦外界條件發(fā)生改變，就有發(fā)育小范圍滑塌的可能性。潛在深層滑坡體經(jīng)過(guò)巖體內(nèi)部的蠕變，已經(jīng)達(dá)到新的平衡狀態(tài)，沒(méi)有進(jìn)一步滑移的趨勢(shì)。

圖7 暴雨工況Fig.7 Storm condition

暴雨條件下，邊坡后緣巖土體重量增加，在產(chǎn)狀為270°∠80°的節(jié)理組后方形成一道與邊坡走向相同的拉張裂縫，坡體沿潛在滑動(dòng)面移動(dòng)的趨勢(shì)加大。2號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所處的剪出口較3號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所在的剪出口更易發(fā)育剪切破壞，發(fā)育滑坡時(shí)，潛在滑坡體在東北方向率先發(fā)生剪切破壞，隨后東南方向坡體前緣剪切錯(cuò)動(dòng)，最后帶動(dòng)邊坡整體發(fā)生破壞。

圖8 地震工況Fig.8 Seismic condition

發(fā)生地震時(shí)，研究區(qū)邊坡主要受水平方向地震力的影響，南北向地震力作用在潛在滑坡體剪出口位置，使其更易發(fā)生破壞，沿坡向地震力會(huì)加大潛在滑體的下滑力，使邊坡更易發(fā)育深部順層滑坡。同時(shí)，坡體震動(dòng)會(huì)使節(jié)理、裂隙切割成的碎塊狀巖體脫落，發(fā)育小規(guī)模的滑塌地質(zhì)災(zāi)害。

綜上所述，研究區(qū)邊坡表面破碎巖土體為淺層滑塌的發(fā)育提供了有利條件，開(kāi)挖臨空面、順向坡結(jié)構(gòu)以及巖體內(nèi)軟弱夾層對(duì)邊坡的深層滑移產(chǎn)生正面影響。雖然邊坡后緣拉張裂縫的總變形量不多，但是隨著連續(xù)強(qiáng)降雨、周邊中強(qiáng)地震的波及影響，潛在滑坡體剪出口位置的巖體可能會(huì)發(fā)生剪切破壞，后緣拉張裂縫依然會(huì)持續(xù)產(chǎn)生蠕變，坡面破碎巖體同樣有發(fā)育小范圍滑塌的可能性。一旦邊坡應(yīng)力平衡被打破，便會(huì)產(chǎn)生整體滑移，最終危及橫山寺內(nèi)人員的生命與財(cái)產(chǎn)安全，所以在進(jìn)行邊坡治理設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)著重考慮淺層滑塌與深層滑坡的危害，避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育。

3 邊坡治理方案

3.1 治理方案

綜合邊坡工程地質(zhì)條件與基于數(shù)值計(jì)算得出的變形滑移機(jī)制可知，邊坡滑移面距離坡面8.0～9.0 m，滑移面積約26 054 m2，滑塌體的體積約200 000 m3。邊坡主要發(fā)育崩塌災(zāi)害，破壞模式主要以滑移式崩塌破壞為主。設(shè)計(jì)采用削坡降坡的方式將潛在崩塌體削除，之后對(duì)坡面進(jìn)行錨桿加固，對(duì)坡腳進(jìn)行壓腳處理。因此，根據(jù)工程實(shí)際與經(jīng)濟(jì)合理性，提出了邊坡開(kāi)挖、錨桿(索)加固和設(shè)截、排水溝等加固措施，邊坡加固方案如圖9所示。錨桿布置在三級(jí)平臺(tái)上方坡面，直徑為32 mm，長(zhǎng)度均設(shè)計(jì)為8 m，垂直間距為3 m，水平向每隔4 m布置一根，桿體下傾20°。錨索分別布設(shè)在一、二級(jí)平臺(tái)上方坡面，結(jié)構(gòu)物采用格構(gòu)梁。在中硬巖層中，錨索軸向應(yīng)力衰減嚴(yán)重，僅有5～6 m的傳遞深度，故錨固段長(zhǎng)度取較大值6 m。一級(jí)平臺(tái)上方坡面采用總長(zhǎng)度為16 m的錨索，二級(jí)平臺(tái)上方坡面錨索總長(zhǎng)度為28 m?？紤]到邊坡受強(qiáng)降雨影響會(huì)導(dǎo)致坡面匯水，使得滑坡發(fā)生的幾率增大，在坡頂、坡腳及各級(jí)平臺(tái)設(shè)置截、排水溝。

圖9 設(shè)計(jì)剖面圖Fig.9 Design profile

3.2 治理效果分析

通過(guò)在3DEC軟件中對(duì)模型進(jìn)行削坡，開(kāi)挖出三級(jí)平臺(tái)，輸入錨桿(索)的位置坐標(biāo)和強(qiáng)度參數(shù)(錨桿為綠色，錨索為紅色)，并應(yīng)用治理前的邊坡巖體力學(xué)參數(shù)對(duì)治理后坡體的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算分析，治理后模型如圖10所示。

圖10 治理后邊坡Fig.10 Back slope

圖11為治理后三種工況下橫山寺西側(cè)邊坡的最大主應(yīng)力云圖。從三維云圖可以看出，削坡導(dǎo)致滑體剪出口被清除，拉應(yīng)力主要集中于滑坡體南側(cè)，但整體應(yīng)力偏小。天然邊坡最大拉應(yīng)力約0.30 MPa，最大拉應(yīng)力在強(qiáng)降雨條件下增至0.40 MPa，地震工況下最大拉應(yīng)力值約為0.33 MPa。在錨桿與預(yù)應(yīng)力錨索的作用下，潛在滑坡體與邊坡基本成為一個(gè)整體。

圖11 治理后不同工況下邊坡最大主應(yīng)力云圖(單位：Pa)Fig.11 The maximum main stress cloud map of the lower slope under different operating conditions after governance(unit：Pa)

如圖12所示，天然邊坡最大剪應(yīng)力約0.25 MPa；暴雨時(shí)，最大剪應(yīng)力增至0.35 MPa；發(fā)育地震時(shí)，最大剪應(yīng)力約0.31 MPa。治理后，因邊坡開(kāi)挖，剪出口被清除，故坡體前緣不會(huì)有明顯的剪應(yīng)力集中現(xiàn)象，同時(shí)錨桿(索)加固使邊坡整體受到的剪切應(yīng)力減小，剪切錯(cuò)動(dòng)面向深層移動(dòng)。

圖12 治理后不同工況下邊坡τX(jué)Y剪應(yīng)力云圖(單位：Pa)Fig.12 Under the different operating conditions, the stress cloud map of τX(jué)Yshear stress(unit：Pa)

圖13為橫山寺西側(cè)邊坡治理后暴雨和地震工況下的總位移云圖和位移矢量圖。暴雨條件下，潛在滑體后緣拉張裂縫處位移最大，位移量約6.2 mm；地震工況下，錨桿(索)加固措施將潛在滑坡體與下部巖體連成一個(gè)整體，地震力使邊坡整體位移增大，位移量約0.5～1.2 mm，潛在滑體后緣最大位移約1.8 mm。

圖13 治理后不同工況下邊坡位移情況(單位：m)Fig.13 The displacement of the slope under different operating conditions after governance(unit：m)

綜上可知，邊坡開(kāi)挖后，經(jīng)過(guò)錨桿(索)加固處理，潛在滑坡體與深層巖體連接為一個(gè)整體。地震條件下，潛在滑動(dòng)面上部和下部的位移方向無(wú)明顯變化，整體未出現(xiàn)大位移，局部也未產(chǎn)生明顯的滑動(dòng)，整體加固效果良好。

3.3 坡體位移及裂縫自動(dòng)化監(jiān)測(cè)

邊坡通過(guò)削坡減載、錨桿(索)聯(lián)合加固，坡體下滑力降低，并與下部基巖連為一個(gè)整體。通過(guò)在坡頂、坡腳及各級(jí)平臺(tái)布設(shè)截、排水溝、加格構(gòu)，坡體壓腳后，邊坡坡面抗沖刷能力大大加強(qiáng)，地表水有效排除，入滲量大大減少，降低了邊坡下滑的風(fēng)險(xiǎn)。為明確治理后整個(gè)坡體的位移變化情況，需要對(duì)治理后邊坡及后緣拉張裂縫的位移進(jìn)行持續(xù)觀測(cè)。采用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)手段開(kāi)展監(jiān)測(cè)工作，監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要是各平臺(tái)及臺(tái)階斜坡上巖土體的水平位移變化量和邊坡后緣拉張裂縫的隙寬變化量。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由位移傳感器、數(shù)據(jù)采集儀和無(wú)線(xiàn)傳輸模塊構(gòu)成。位移傳感器選用測(cè)斜儀和裂縫計(jì)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布情況如圖14所示。

圖14 監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布圖Fig.14 Monitoring point distribution

圖15(a)、(b)、(c)、(d)、(e)分別為各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移時(shí)程圖。由圖可知J1、J2監(jiān)測(cè)點(diǎn)各測(cè)斜孔的位移總變化量在0～3.6 mm，潛在滑面附近巖體稍有錯(cuò)動(dòng)。在溫度等因素的影響下，邊坡內(nèi)部的巖土體收縮，J3、J4各測(cè)斜孔的位移方向均與邊坡的滑動(dòng)方向相反，各測(cè)斜孔整體位移變化量在0～3.3 mm，巖體幾乎不發(fā)生下滑。J5各測(cè)斜孔的位移方向由邊坡滑動(dòng)方向轉(zhuǎn)到相反方向，在治理加固措施作用下，各測(cè)斜孔位移總變化量在0～6.1 mm，巖體中部的變形較大，此處應(yīng)為潛在滑面位置。綜上所述，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平位移均有所變化，但變化量較小，整體變化趨勢(shì)收斂于定值，最大位移量約為6.1 mm。邊坡治理之前，最大位移量達(dá)到7.47 cm，說(shuō)明邊坡在通過(guò)錨桿錨索加固后，總體不再產(chǎn)生大位移，治理效果良好。

圖15 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)間位移曲線(xiàn)及裂縫計(jì)位移時(shí)程圖Fig.15 The time displacement curve and the displacement of the crack meter are measured

圖15(f)為邊坡后緣拉張裂縫處的裂縫計(jì)位移時(shí)程圖，縱軸負(fù)向代表裂縫的擴(kuò)張方向。由圖15可知，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)拉張裂縫的隙寬均有所增加，增量較小，且增速逐漸變緩，最后趨于穩(wěn)定。裂縫位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)L1、L2、L3的位移量分別約為1.0 mm、1.3 mm、1.8 mm，三個(gè)裂縫計(jì)的變形量均較小，且裂縫南側(cè)的變形量較北側(cè)的變形量大，說(shuō)明拉張裂縫在被封填后，仍有擴(kuò)張趨勢(shì)，但未繼續(xù)出現(xiàn)大變形，邊坡的下滑已經(jīng)得到控制。

4 結(jié)論

本文以無(wú)錫市濱湖區(qū)雪浪山橫山寺西側(cè)邊坡勘察與設(shè)計(jì)項(xiàng)目為基礎(chǔ)，通過(guò)離散單元法和監(jiān)測(cè)手段對(duì)邊坡整體穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出如下結(jié)論：

(1)邊坡為順向坡，潛在滑動(dòng)面即為軟弱夾層層面。受兩組典型節(jié)理裂隙的切割，邊坡出現(xiàn)壓應(yīng)力集中現(xiàn)象。坡頂發(fā)育有一道拉張裂縫，且有擴(kuò)張趨勢(shì)，邊坡存在較大的滑塌隱患。

(2)通過(guò)3DEC數(shù)值模擬分析可知，天然邊坡欠穩(wěn)定，暴雨和地震工況下邊坡不穩(wěn)定。暴雨過(guò)后，坡體重量增加，下滑力增大，潛在滑體沿軟弱面剪出，拉裂縫在坡體后緣出現(xiàn)，其最大位移達(dá)到7.47 cm。地震工況下，邊坡受地震力影響，整體沿潛在滑面移動(dòng)，最大總位移4.73 cm。

(3)結(jié)合邊坡滑移機(jī)制與數(shù)值模擬，采取開(kāi)挖放坡、錨桿(索)聯(lián)合加固、在坡頂、坡腳及各級(jí)平臺(tái)布設(shè)截、排水溝等治理措施，邊坡穩(wěn)定性顯著提高，達(dá)到了治理效果。為防范風(fēng)險(xiǎn)，需對(duì)邊坡建立長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，了解邊坡動(dòng)態(tài)。