含膨胀土软弱夹层开挖工程边坡变形破坏分析

膨胀土显著的湿涨干缩特征,使降雨诱发的浅层滑坡在膨胀土地区极其常见,给重大工程造成严重的经济损失,治理难度较高。受缓倾角长大软弱结构面、膨胀土夹层控制的深层滑坡在膨胀土地区占有相当的比重,浅层滑坡形成机制尚待深入研究。文章首先建立了含有水平膨胀土软弱夹层的边坡开挖数值分析模型,采用水力全耦合的计算方法,重点模拟分析了分级开挖过程中残留坡体内应力变形场的分布和演化规律。基于引入的膨胀软化实用模型,对比分析了考虑和不考虑膨胀软化作用两种情况下膨胀土夹层内土体破坏情况。结果表明:开挖后残留坡体内竖向位移在总位移中占有很大比例,其主要由夹层土体膨胀所致。膨胀软化作用对夹层内土体破坏有重要的影响,土体发生初始破坏的位置并非在剪应力峰值处。过度减缓开挖坡角,卸荷导致的膨胀软化作用将显著增加,夹层内土体破坏可能性不减反增。通过敏感性分析显示含软弱夹层的膨胀土存在最优开挖坡角。