防滑铲回填材参数对稳定性敏感度影响分析

2023-10-03 理论教育版权反馈

【摘要】：同时，由于路堤填料来源不同且受压实度的影响较大，而斜坡软弱地基类型多样、成因复杂，性质各有差异，因此，本节基于Slide软件内嵌的敏感度分析功能，探讨路堤、斜坡软弱层和防滑铲回填材料的参数对稳定性影响的敏感度。

从刚体极限平衡法分析角度看，要求输入土体重度、黏聚力和内摩擦角3个核心参数，如采用防滑铲处治，意味着斜坡软弱层相应位置被局部置换为重度偏大、黏聚力偏小、内摩擦角偏大的石料，这3个变量的改变可能对路堤稳定性产生或积极或消极的影响，且影响程度尚不明确。同时，由于路堤填料来源不同（如路堑挖方、隧道弃渣等）且受压实度的影响较大，而斜坡软弱地基类型多样、成因复杂，性质各有差异，因此，本节基于Slide软件内嵌的敏感度分析功能，探讨路堤、斜坡软弱层和防滑铲回填材料的参数对稳定性影响的敏感度。

仍如图6-41所示，取斜坡软弱层坡比1∶n＝1∶10，防滑铲深度h＝4 m，建立计算模型。为开展敏感度分析，需要输入材料参数的均值、相对最小值、相对最大值，具体如表6-8所列。

表6-8　土层材料敏感度分析参数

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图6-45（a）给出了稳定安全系数与路堤、斜坡软弱层和防滑铲共9个材料参数的关系。考虑到参数的量纲不同，各参数的变化范围用0～100的百分比区间来表示，其中0和100分别表示每个参数取值的下限和上限，Slide将其在值域内分为50个区间，计算出50个稳定安全系数。当其中一个参数变化时，其他参数取均值且保持不变。

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图6-45　不确定参数对安全系数的敏感性分析结果

由图6-45（a）可知：路堤重度、斜坡软弱层重度与稳定安全系数负相关，即这两个参数增大，稳定安全系数减小，路堤稳定性降低；路堤黏聚力、路堤内摩擦角、斜坡软弱层黏聚力、斜坡软弱层内摩擦角、防滑铲重度与稳定安全系数正相关，即这些参数增大，稳定安全系数提高，路堤稳定性增强；防滑铲黏聚力、防滑铲内摩擦角与稳定安全系数相关度很低，即随着两个参数的单独变化，稳定安全系数几乎没有改变。

通过稳定安全系数Fs＝1.0的水平直线与斜坡软弱层内摩擦角敏感度曲线交于（27%，1.0），其他参数的敏感度曲线均位于Fs＝1.0的水平直线上方，且未与其相交。这说明除斜坡软弱层内摩擦角外，其余参数在单独变化时，稳定安全稳定系数均大于1.0，而斜坡软弱层内摩擦角在单独变化时，路堤可能出现失稳与稳定两种状态，即：当其小于27%（即φ <22.24°）时，路堤失稳；当其大于27%（即φ＞22.24°）时，路堤稳定。

由于图6-45（a）中各参数的敏感度不同，作图时稳定安全系数梯度较大，导致部分敏感度相对较低的参数敏感度曲线显示不明显，因此，将图6-45（a）中部分参数敏感度曲线等比例放大，结果见图6-45（b）。从图6-45（b）可知：路堤黏聚力、路堤内摩擦角、路堤重度和防滑铲重度与稳定安全系数的敏感性曲线斜率较大，即这几个参数对路堤稳定安全系数的影响程度较大；斜坡软弱层重度与稳定安全系数的敏感性曲线斜率较小，即该参数对路堤稳定安全系数影响较小；防滑铲黏聚力、防滑铲内摩擦角与稳定安全系数的敏感性曲线非常平缓，即这两个参数对稳定安全系数影响很小。

防滑铲回填材参数对稳定性敏感度影响分析

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