高填石路堤边坡稳定性影响因素有限元分析

东 宇

(陕西路桥集团有限公司，陕西西安 710075)

0 引言

随着我国高速公路建设不断向山区延伸，面临的地形地质条件更加复杂，经常会遇到路基高填深挖。为了充分利用这些弃渣，减小污染，高填石路堤将成为山区高等级公路较普遍的路基类型，因此，对于高填石路堤稳定性的研究是具有实际工程意义的。

我公司在陕西陕南山区陆续施工了五六条高速公路，填石路堤高边坡稳定对工程造成的危害时有发生。因此，本文作者通过查阅大量资料，通过有限元软件，比较系统地分析了粘聚力、内摩擦角对高填石路堤稳定性、滑动面形式、位置的影响。在此基础上，与Bishop法、Morgenstern-Price法、Ordinary法及Janbu法计算所得到的路堤安全系数做了进一步对比分析。

1 强度折减法的基本原理

强度折减法的基本原理是路堤边坡达到临界破坏状态时，对土的强度参数c和φ进行折减的程度，即计算所得到的安全系数是土的实际剪切强度与临界破坏时折减后的剪切强度的比值，其表达式为:

目前，对于如何在有限元计算中判断路堤边坡失稳的临界状态，判断标准并不统一，本文中的评价标准主要是采用数值计算的不收敛性。

2 有限元计算模型

本文以十天高速公路AC-34标高填石路堤为研究对象，取实际高填石路堤尺寸，建立有限元模型，高填石路堤填料和地基土体均采用Mohr-Coulomb材料模型进行分析，材料参数通过大型三轴试验测定。根据对称性，取实际高填石路堤宽度一半进行分析。……