采用有限差分软件FLAC3D以45°, 46°和47°三种最终边坡角模拟分析边坡稳定性, 并采用强度折减法计算不同最终边坡角的安全系数。为了更好地模拟不同边坡角时边坡稳定性, 进行边坡剪应变增量的变化和速度矢量的变化综合分析。

1　45°最终边坡角分析

45°最终边坡角数值计算剪应变增量、速度矢量。结果表明:东北边坡较西边坡剪应变大;速度矢量整体上来看, 并没有表现出“剪出”的态势;东北边坡剪应变增量贯通坡体, 强度折减算得边坡安全系数为1.181 6。

2　46°最终边坡角分析

46°最终边坡角数值计算剪应变增量、速度矢量。结果表明:东北边坡剪应变增量及出现剪应变的范围比西边坡大, 东北边坡剪应变增量贯通坡体, 存在潜在的滑移面, 从速度矢量看出现明显的滑动趋势, 有产生圆弧滑坡的可能。强度折减算得边坡安全系数为1.176 5。

3　47°最终边坡角分析

47°最终边坡角数值计算剪应变增量、速度矢量。结果表明:东北边坡剪应变增量贯通坡体, 速度矢量增大滑动趋势明显;西边坡总体稳定性较好, 但剪应变基本贯通坡体。强度折减算得边坡安全系数为1.169 9。

4　结果分析

从计算结果分析, 不同最终边坡角时边坡围岩稳定性具有以下特点。

(1)东北边坡与西边坡剪应变增量贯通坡体,东北边坡较西边坡增量大;随最终边坡角的增大, 塑性区范围逐步向坡顶发展扩大;3个角度下东北边坡塑性区都从坡顶贯通至坡趾, 西边坡在47°下塑性区才从坡顶贯通至坡趾;两边坡均存在潜在的滑移面, 东北边坡稳定不如西边坡。

(2)边坡上部位移矢量垂直向下, 表现为“沉降”, 中部位移矢量近乎与坡面平行, 表现为“剪切”, 下部位移矢量在渐进坡趾处表现为“剪出”;东北边坡位移较西边坡大, 随角度增加东北边坡增加的比西边坡更快, 边坡的潜在破坏以浅表层圆弧形剪切破坏为主。

(3)用强度折减法算得45°, 46°, 47°安全系数依次为1.181 6, 1.176 5, 1.169 9, 由于模拟计算采用微风化千枚岩的物理力学参数, 弱化了岩体力学性质, 因此安全系数均偏小。