第 58 卷第 4 期 年 7 月 地质论评 GEOLOGICALREVIEW Vol.58 No.4 July 2012 镇江市蛋山大型堆山工程地质问题分析 许崧, 阎长虹, 许宝田, 汤志刚, 邵勇 南京大学地球科学与工程学院, 南京, 内容提要 : 镇江市蛋山大型堆

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1 第 58 卷第 4 期 年 7 月 地质论评 GEOLOGICALREVIEW Vol.58 No.4 July 2012 镇江市蛋山大型堆山工程地质问题分析 许崧, 阎长虹, 许宝田, 汤志刚, 邵勇 南京大学地球科学与工程学院, 南京, 内容提要 : 镇江市蛋山大型堆山工程地基由强风化三叠系泥质灰岩和燕山期闪长玢岩及粉质粘土 软土等岩土层组成, 其地基岩土层力学性质相差较大 本文对该堆山工程填土的力学性质和人工山体的稳定性进行了研究, 结果表明, 填土的最佳含水率和最优干密度分别为 18 2% 和 1 68g/cm 3, 其强度比原状土低, 具有中等压缩性 采用分段进行堆土施工可以较好解决地基不均匀沉降问题 以土层为地基的西侧和南侧其山体边坡稳定性较差, 在特殊不利工况下接近临界状态 这一研究对矿山生态环境治理 城市废弃物处理和堆山景观工程均具有示范作用 关键词 : 大型堆山 ; 工程地质问题 ; 沉降 ; 边坡 ; 稳定性 目前, 国内外对于利用建筑垃圾 工程弃土等固体废弃物进行堆山的研究较少, 特别是在软土地基上进行堆山的工程实例较少, 缺乏工程经验, 更没有相关的勘察设计规范 对于堆山所涉及工程地质问题研究偶见报道, 如赵波等 (2011) 采用有限元法分析了堆山填筑施工进度对人工边坡变形和稳定性的影响 ; 刘祥君等 (2004) 马锋等 (2006) 应用大型有限元软件 ANSYS 对某堆山工程的地基变形问题进行了计算分析 另外, 与此相关的研究, 如雷华阳等 (2004) 考虑到土体变形的非线性和比奥固结理论对饱和粘土固结性状较为真实的描述的实际, 对某工程软土地基上进行建筑施工所产生的地基变形和稳定问题进行了研究, 研究过程中采用了弹塑性有限元法进行计算分析, 讨论了不同加荷速率引起的地基稳定性问题 ; 另外还有相关学者如李晓军等 (2010) 王杰等 (2010) 运用大型通用有限元计算软件对边坡工程稳定性及变形问题进行了计算分析 这些研究成果对于堆山工程的设计和施工具有一定的借鉴作用 本文以镇江市蛋山景观堆山工程为例, 结合场地地质背景特征, 讨论了大型堆山工程建设中出现的主要工程地质问题的原因及其危害性 该堆山工程位于镇江市檀山路与团山路交汇处东南角, 在建的镇江市体育会展中心的南侧 该工程利用体育中心施工弃土和工程场地先前堆放的建筑垃圾等固体 废弃物在蛋山废弃采石场地基上堆筑起一座具有景观功能的新蛋山, 是一典型的废弃矿山生态治理工程 堆山方案拟将场地东 北侧岩质边坡保留, 形成一东侧局部高度达 30 多米的岩质高边坡, 对其岩质高边坡进行锚喷加固 ; 其余地段拟堆筑起高出目前地面标高 30~60m 高的杂填土人工山体 山体占地面积约为 400m 400m, 设计堆土坡面整体坡度约为 22 左右, 局部达 25 该项研究成果可为今后类似工程的设计 施工提供参考 1 工程地质条件 1.1 地形地貌堆山场地位于镇江市体育会展中心主场馆南侧, 为废弃采石场, 属低山丘陵地貌, 由于早期开山采石, 在山体上形成了多个宕口, 到处是残垣断壁 烂石弃渣成堆 地形起伏很大, 场地海拔高程 16~ 60m, 采石遗留下来的岩土体主要为强风化呈松散结构的泥质灰岩 断层破碎岩 泥岩及闪长玢岩 场地工程地质平面图如图 1 东 北侧 : 坡底标高为 26~39m, 为采石形成的陡峭坡面, 坡高最大处位于山体北东侧向西拐角, 标高 60m, 坡度在 60 ~80 向西地层由中风化灰岩逐渐变为坡积土 填土, 坡度较缓 向北为拟建体育中心的主场馆 西 南侧 : 最低标高约 18m, 下部有大量人工回 注 : 本文为江苏省科技厅项目 ( 固体废弃物堆山工程稳定性及预警预报技术研究, 编号 BE ) 和教育部高等学校科技创新工程重大项目培育资金项目 ( 突发性地质灾害预警预报网络系统技术研究, 编号 ) 的成果 收稿日期 : ; 改回日期 : ; 责任编辑 : 章雨旭 作者简介 : 许崧, 男,1980 年生 博士研究生 主要研究方向为城市环境岩土工程 xubt@nju.edu.cn

2 718 地质论评 2012 年 或已挖除 (7) 粉质粘土 Qp al : 黄褐 3 色, 硬 ~ 坚硬, 中等压缩性, 土质均匀, 局部有分布 (8) 粉质粘土夹碎石 Qp al+el : 黄褐色, 可到硬塑, 碎石 3 含量 10% ~30% 不等, 碎石岩性为灰岩及钙质泥岩, 风化程度为中风化 强风化, 中等压缩性, 稍有光泽, 土质不均匀 岩层 岩层主要分布于山体东侧和北侧, 岩体主要由三叠系青龙组 (T 1 q) 中 强风化的泥灰岩和泥质微晶灰岩组成, 另外在山体东 西侧见有闪长玢岩侵入体出露, 风化程度为强风化或全风化 (1) 灰 浅灰色微晶灰岩图 1 镇江蛋山大型堆山工程地质平面图 (T 1 q) Fig.1EngineeringgeologicalmapoftheDanshan 为山体内主要地层, 局部 Large scalepilingmountaininzhenjiangcity 白色, 薄层, 沿裂隙部位表层局部为黄褐色, 局部夹泥质灰岩填土, 坡度缓, 地形起伏很大, 有多个采坑, 基岩面向或泥灰岩, 较破碎 ~ 较完整, 属较硬岩, 层理发育, 层山体内侧逐渐抬高, 上部强风化基岩出露, 总体坡度厚大多 10cm 左右, 岩石基本质量等级为 Ⅳ 级 受基岩面控制, 坡度 15 左右 西侧紧靠檀山路 (2) 强风化闪长玢岩 (δμ) 1.2 地层 岩性在山体西侧大面积出露, 在东侧山体外也有少 土层量出露, 风化程度为强风化或全风化 灰白色 灰黄勘探孔揭露土层主要在山体西侧和南侧, 自上色主要成分为角闪石和长石, 长石含量在 90% 以而下分述如下 : 上, 长石风化后呈土黄色, 似斑状结构, 干燥状态下 (1) 素填土 Qh ml : 灰黄 黄褐色, 局部灰褐色, 强度较高, 遇水易崩解 松散 稍密状, 填土时间半年以内, 其下主要由粉质主要岩土层物理 力学性质指标见表 1 粘土组成, 该层总体分布不稳定, 厚度变化大, 土质 1.3 气象 水文不均匀, 层厚 0 30~7 60m 钻探过程中发现近坡脚位置地基土体中地下水 (2) 粉质粘土 Qh al : 黄褐色, 可塑, 中等压缩性, 位标高为 16m, 向山体内侧地下水位略有抬升, 地下稍有光泽, 分布不稳定, 土质尚均匀 水位稳定 (3) 粉质粘土 Qh al : 灰 ~ 浅灰色, 软塑, 局部流工程所在地属亚热带季风气候, 具有四季分明 塑, 中压缩性, 中等韧性, 分布不稳定 温和湿润 雨量充沛 日照充足 无霜期较长等特点 (4) 粉质粘土 Qp al : 黄褐色, 硬塑, 局部可塑, 中 3 年平均气温 15 6 ;1 月最冷, 平均气温 2 7, 极等压缩性, 分布不稳定, 土质尚均匀 端最低气温为 ;7 月最热, 平均气温 (5) 粉质粘土 Qp al : 黄褐色, 可塑, 干强度中等, , 极端最高气温为 39 6 常年平均降雨量中等压缩性, 中等韧性, 土质均匀, 分布不稳定 mm 以上, 一般年份在 1000mm 以上, 最多达 (6) 粉质粘土 Qp al : 黄褐色, 硬塑, 局部可塑, 中 mm, 最少仅 679 1mm 全年降雨量约一半集 3 等压缩性, 中等韧性, 稍有光泽, 土质均匀, 局部缺失中在 6~9 月份,12 月和 1 月份降雨量最小

3 第 4 期 许崧等 : 镇江市蛋山大型堆山工程地质问题分析 719 表 1 镇江蛋山大型堆山工程场地岩土体物理力学参数 Table1PhysicalandmechanicalparametersoftherocksandsoilsinsiteoftheDanshan Large-scalePilingMountaininZhenjiangCity 层号 容重压缩模量内聚力摩擦角弹性模量渗透系数孔隙比泊松比 (kn/m 3 ) (MPa) (KPa) ( ) (MPa) (mm/d) 泥灰岩 灰岩 填土 注 : 表中层号见 节 2 生态治理工程堆山方案 根据蛋山生态治理工程设计方案, 拟在蛋山采石场废弃场地地基上利用工程弃土 矿渣 建筑垃圾堆筑起一座人工山体 人工山体由一个标高 75m ( 中间 ), 一个标高 62m( 东侧 ), 一个标高 41m( 西侧 ) 和一个标高 37m 的山峰组成, 堆山最大高度约为 50m, 竣工后人工山体地形见图 2 由于东 北侧为基岩地基, 基岩面标高为 40~60m 根据蛋山采石场废弃场地地形变化, 实际堆土最大厚度约为 25 ~30m, 最高峰位于场地中部地形起伏较大的强风 化灰岩和闪长玢岩上, 堆土体表面坡度为 16 ~22, 局部 ( 接近最高峰顶部 ) 约为 25 根据场地工程地质条件和堆山方案, 东 北侧岩坡将采用锚索 + 表面挂网喷射混凝土加固, 加固后的山体边坡坡度较陡, 为 50 ~60, 其稳定性较好 而西 南侧地基中软土分布范围广 厚度大, 堆山后软土地基及堆土体稳定性较差, 故人工山体的工程 地质问题主要集中在软土地基及其上面堆土体的变形和稳定性问题 由于西侧软土厚度较南侧大, 所以这里选择工程地质问题最为突出的西侧作为研究重点 根据初步设计方案, 堆土施工自设计边界四周向中心分层堆积 压实, 分层厚度为 30cm 采用极限平衡法分析发现竣工后人工山体边坡稳定性受地基影响较大, 潜在滑动面穿过地基软土层深度大, 堆土速度引起地基中变形和孔隙压力变化对其施工期间和工后边坡稳定性影响较大, 需选择较合理的施工速度 综合考虑整个工程的工期 造价等因素, 经过多次计算分析, 确定堆山施工工期定为 1 年以上较合适, 整个施工过程分为 3 个阶段 : 图 2 镇江蛋山大型堆山工程堆山后地形第 1 阶段, 第 1~6 个月 (180 天 ) 堆土至 45m 标 Fig.2TerainoftheDanshanLarge scale 高, 主要在软土地基上堆载 ; PilingMountaininZhenjiangCity 第 2 阶段, 在第 7~8 个月停止堆土, 使地基土体中超孔隙压力得以适当消散, 地基土得以一定程 度的固结 ; 第 3 阶段 : 用 4 个月以上时间完成剩余全部堆土方量 ( 在岩石地基上堆土 ) 3 填土的物理力学性质 堆山填料主要来源于北侧体育场馆基坑开挖的弃土和建筑垃圾 ( 碎砖 混凝土碎块 碎石等 ), 其中 70% 以上为粉质粘土 粉质粘土的基本物理 力学性质与该工程地基中粉质粘土层一致, 在勘察过程中已对原状土的物理 力学性质进行了大量试验, 并对扰动土进行了击实试验, 确定了填压过程中的最

4 720 地质论评 2012 年 佳含水率和最优干密度分别为 18 2% 和 1 68g/ cm 3 为了对填土进行施工质量跟踪, 在施工中对人工山体进行工程地质勘察, 对压实土连续取样并进行物理力学性质试验 3.1 孔隙比 压缩性试验结果表明各填土层内粉质粘土的物理 力学性质大部分指标间的相关性不显著, 仅含水率与孔隙比之间的线性关系较明显 ( 图 3), 拟合直线斜率为 , 相关系数分别为 图 4 击实粉质粘土孔隙比 压力关系曲线 Fig.4Voidratio presurerelationshipof compactedsiltyclay 图 3 粉质粘土含水率 孔隙比关系 Fig.3Moisturecontent voidratiorelationshipofsiltyclay 为了分析含水率对土体固结特性的影响, 现场取土, 室内配得不同含水率土进行击实试验, 击实后制样进行固结试验, 根据试验结果得 e p( 孔隙比 压力关系 ) 曲线见图 4, 压缩性指标结果见表 2 由压缩试验结果可以看出随填土含水率增加其土体压缩系数和压缩指数均增大, 即填土压缩性在增大 由现场随机取样进行含水率试验表明填土含水率一般在 20% ~30% 之间, 故土体碾压后仍具有中等压 缩性 3.2 流变特性由于岩石刚度远大于软土 ( 岩石的变形模量为土体的 100 倍以上 ), 基岩处可以看作刚性地基 填土的变形特性对人工山体的稳定性影响较大 这里取不同含水率的填土, 采用单向固结流变试验来研究填土的流变特性 根 据 Boltzman 叠加原理 ( 魏宁等,2005; 胡狄等, 2011), 前一级荷载的最终变形为下一级的荷载的初始变形, 试验结果见图 5, 由流变试验可知 : (1) 当应力水平较低时, 土体初始变形较小, 最终稳定变形也较小, 说明应力未使土体屈服, 土体以弹性变形为主 (2) 当应力水平继续增大以后, 初始变形及最终变形随之增大, 应力水平已超过了土体的屈服应力, 土体塑性变形增大 (3) 当应力水平较大时, 土体初始变形及最终变形又呈减小趋势, 这是因为土体被压密固结, 变形模量增大所致 (4) 土体初始应变速率较大, 随后成曲线变化, 约 40min 以后土体应变速率几乎成直线, 即应变速率保持定值 (5) 相同压力条件下, 随含水率增大, 初始变形 初始流变速率增大较明显 当含水率接近最佳 含水率 ( 如 17 78%) 时, 初始和最终压缩变形量最 小, 表明填土含水率越接近最佳含水率时土体越易 表 2 击实粉质粘土压缩性指标 Fig.2Compresionindicesoftheremoldedsiltycaly 含水率压缩系数体积压缩系数压缩模量固结系数 ( 时间平方根法 )(cm 2 /s) 压缩指数 (%) (MPa -1 ) (MPa -1 ) (MPa) 50kPa 100kPa 200kPa 400kPa

5 第 4 期 许崧等 : 镇江市蛋山大型堆山工程地质问题分析 721 图 5 击实粉质粘土固结流变曲线 Fig.5Consolidationcreepcurveofcompactedsiltyclay (a) 含水率 17 78%;(b) 含水率 19 51%;(c) 含水率 21 25%;(d) 含水率 23 23% (a)watercontent17 78%;(b)Watercontent19 51%;(c)Watercontent21 25%;(d)Watercontent23 23% 被压实, 工后压缩变形越小, 人工山体永久变形越小, 其稳定性越好 3 3 填土变形及强度特征为了分析填土压实后的变形及破坏机理, 在填筑第 2 阶段进行现场钻探取样, 通过三轴固结不排水 (CU) 试验分析填土和地基土的变形特征, 其应力 应变关系曲线如图 6 从其应力 应变关系可以看出, 填土和地基土均呈现较明显的 弹 塑性 特性, 有较清楚的屈服极限, 屈服极限与围压近似呈线性关系, 故可以认为土体的强度服从 Mohr Column 强度准则 但填土与地基原状土的变形特性存在着一定的差异, 具体表现为 :1 两种土层屈服后均有 应变硬化 现象, 但地基土其特性更为明显 ;2 原状土强度随围压的增大而增大的规律较明显, 而填土随围压增大, 在相同应变条件下, 强度变化规律性稍差, 表明填土自身均匀性比地基原状土差, 随变形的发展, 填土的力学特性不稳定, 有轻微突变 ;3 排水剪试验中, 相同围压下, 原状土的强度要比填土大, 表明原状土结构破坏后强度将会显著降低 根据以上试验结果确定填土相关物理 力学性质指标见表 1 4 地基固结沉降 4.1 地基沉降以西侧分布有较大厚度的粉质软粘土地基为

6 722 地质论评 2012 年 图 6 粉质粘土应力 应变关系曲线 Fig.6Stres straincurvesofsiltyclay (a) 填土 ;(b) 地基土 (a)filingsoils;(b)soilsinthefoundation 例, 典型工程地质剖面如图 7, 剖面位置见图 1 从图 7 可以看出基岩面深度由中心位置向西 向南逐渐增大, 场地工程地质条件较复杂, 地基岩土体力学性质差异性大, 根据堆山设计方案, 堆筑竣工后的景观山地形 地貌特征, 不同地段的载荷变化较大 这里分析其软土地基上堆载可能产生的地基沉降, 采用分层总和法计算西侧软土地基上堆土最大厚度达 20m 时, 在山体外侧软土地基的最大沉降量为 68 3cm, 而内侧岩石地基上相同堆载作用下其沉降很小, 故堆山工程将形成较大的内 外侧差异沉降, 不利于山体稳定 为了防止山体竣工后产生过大的差异沉降, 可通过采取控制堆土速度的办法, 即在软土地基与岩石地基接触地带进行堆筑时, 可让先外侧软土地基固结沉降达一定程度后再在内侧基岩地基上进行填筑 这里主要就软土地基的固结沉降特性进行分析 4.2 软土固结特性一般来说, 软土地基的固结速度越快, 则竣工后内外侧的差异沉降越小, 人工山体越稳定 同时堆载速度越慢, 则竣工时内 外侧沉降差越小, 但堆土速度越慢, 则工期越长, 造价越高, 故必须详细分析堆载速度和固结度之间的关系 软土的固结沉降特性除了受土体自身的性质影响外, 还跟堆载的速度 大小有关, 根据 Terzaghi 单向固结理论和 建筑地基处理技术规范 (JGJ ), 可计算得不同工况下的土体固结度随时间的变化值, 计算时考虑到基岩不透水 ( 即地基单向排水 ), 作用在地基上的荷载按上覆土柱高度和堆土容重换算, 得到工期分别为 6 个月 ( 不间断连续施工 ) 1 年 ( 按上述施工方案 ) 和 2 年 ( 不间断连续施工 ) 条件下, 竣工时地基不同土层高度中心的固结度见表 3 根据以上计算结果分析可知, 当工期为 6 个月时, 竣工时软土地基的沉降量为 21 3cm, 达到总沉降量的 31 2%; 地基的最大沉降速率为 1 8mm/d 平均沉降速率为 1 2mm/d, 虽然满足 公路路基设计规范 (JTJD ) 对沉降量控制的要求 (<10mm/d); 但工后软土地基沉降量较大, 最大值为 47 0cm, 显然内 外侧差异沉降量也较大, 不能满足工程建设的安全需要 当工表 3 软土地基在不同施工期条件下的固结度 Table3Degreeofconsolidationofsoftsoilfoundation indiferentconstructioncondition 土层 工期 4 层 5 层 6 层 6 个月 年 年 注 : 图中层号见 节

7 第 4 期 许崧等 : 镇江市蛋山大型堆山工程地质问题分析 723 图 7 工程地质剖面图 (1 1 ) Fig.7EngineeringGeologicalProfile(1 1 ) 期为 12 个月时, 竣工时地基的沉降量为 40 0cm, 地基土体的最大沉降速率为 1 4mm/d 平均沉降速率为 0 47mm/d, 在地基沉降变形的允许范围之内 ; 工后沉降量为 28 3cm, 满足 公路路基设计规范 (JTJ D ) 对地基土体工后不均匀沉降变形的要求 施工结束时 4 层粉质粘土的固结度为 0 53, 地基土体的稳定性较好, 能够满足工程建设的安全需要 通过以上分析可以得知, 为了保证工程建设的安全, 整个堆土工期应不小于 12 个月 现场施工期间对软土地基进行分层沉降监测, 采用填筑设计方案所规定的施工速度, 堆土完成时, 测得该处地基沉降量为 38 0cm, 小于计算值, 目前填筑竣工已 10 个月, 山体未发现明显的差异沉降裂缝 5 永久边坡稳定性 这里采用极限平衡法和数值法相结合的办法对填筑山体边坡稳定性进行分析 定性分析是根据现场已有和堆山后的实际工程地质情况进行宏观判断, 确定边坡的可能的破坏类型及 其边界条件, 分析不同工况时的边坡稳定性 定量分析即建立人工山体边坡数学模型 (Zienkiewiczetal.1975;Dawsonetal. 1999;Duncan,1996), 运用极限平衡法和数值模拟方法对人工边坡稳定性进行计算 5.1 极限平衡法根据场地工程地质条件和填筑设计方案, 堆山后东 北侧岩坡采用较好的加固支护, 其稳定性好, 而西 南侧为软土地基, 故人工山体稳定性问题主要集中在软土地基和堆土体中 由于软土地基及上部填土主要为土体, 初步分析认为该人工边坡的破坏形式主要为圆弧型 因此, 采用瑞典条分法对其边坡稳定性进行计算分析 在边坡稳定性计算前, 先采用近似解析法 ( 吴琼等,2009) 计算降雨对边坡地下水位的影响, 考虑镇江地区历史上持续时间最长的降雨记录作为边界条件, 即连续降雨 20d, 总降雨量为 780mm 边坡稳定性计算时分别考虑正常情况 降雨入渗和地震 3 种工况, 以及各工况组合情况 地震荷载按 7 度考虑 计算得山体不同部位永久边坡稳定性最差处的结果见表 4 从计算结果可以看出, 东 北侧边坡稳定性好, 满足 建筑边坡工程技术规范 (GB ) 规定土坡安全性要求, 而西侧和南侧稳定性较差, 正常表 4 边坡稳定性计算结果 Table4Resultsofslopestability 降雨 5d 降雨 10d 降雨 15d 降雨 20d 正常 地震 渗流 地震 渗流 地震 渗流 地震 渗流 地震 东侧 北侧 西侧 南侧

8 724 地质论评 2012 年 条件下边坡稳定性满足要求, 但在特殊工况下如强降雨和地震情况下其稳定性系数较低, 其中西侧边坡稳定性最差 5.2 数值模拟目前数值模拟方法很多, 各有其优缺点, 本次采用在岩土工程领域应用较为广泛 (Guadagnoetal., 2003;Kinakin and Stead, 2005; Brideau etal., 2006) 的, 由美国 Itasca 咨询集团公司开发的快速拉格朗日分析软件 (FLAC) 分析人工边坡稳定性 根据工程实际情况, 岩土体本构模型采用弹塑性模型, 屈服准则采用 Mohr Coulomb 准则 这里选择稳定性较差的西侧工程地质剖面 ( 图 7) 进行计算, 几何模型宽度为 2 5 倍边坡高度, 垂直方向为 2 倍的边坡高度, 右侧边界为山体主峰高度最大位置处 采用标准边界条件即 : 模型左右两侧水平向约束, 模型底面水平向和垂直向约束 图 8 填土剪应变增量图 Fig.8Calculatedshearstrainincrementoffilingsoils 计算时先对堆土前地基的自重应力场进行模拟, 然后再分析堆土引起地基中的应力重分布和变形特征, 最后采用强度折减法 ( 郑颖人等,2004) 计算边坡稳定性安全系数 计算结果见图 8 9 计算得堆土体最大水平位移 1 0m, 最大垂直位移 2 2m, 其中软土地基沉降量约为 62 0cm( 与分层总和法计算结果接近 ), 其余为堆土体自身压缩沉降 上述位移特征表明堆土边坡最终整体稳定性除跟填土自身强度有关, 很大程度上也决定于地基土层力学性质, 特别是 4 5 层土, 极限平衡法搜索得潜在滑动面也穿过该 2 层土 ( 见图 7), 强度折减法计算得边坡最终稳定性性系数为 1 29, 低于极限平衡法计算结果 (1 34) 6 结论 图 9 填土水平位移等值线 ( 单位 :m) Fig.9Contourofhorizontaldisplacement offilingsoils(unit:m) 通过对镇江市体育会展中心蛋山堆山的工程地质研究, 取得以下认识 (1) 填土含水率越接近最佳含水率土体越易被压实, 工后压缩变形越小, 人工山体永久变形越小, 其人工边坡稳定性越好 原状土的强度要比填土大, 原土结构一旦遭到破坏其强度大大下降 (2) 在有岩石和软土组成的地基上进行堆山, 软土地基沉降量大, 而岩石地基沉降量小, 如堆土速度过快, 则易造成较大的沉降差, 不利于山体稳定 通过计算分析, 提出采用分段进行堆土施工可以较好解决这一问题 本工程工期为 1 年时, 软土地基固结度 地基差异沉降可满足安全性要求 (3) 采用极限平衡法和数值模拟法计算人工山体边坡稳定性, 结果表明东 北侧边坡稳定性好, 而西侧和南侧稳定性较差, 特别是在特殊工况下稳定性接近临界状态 数值模拟法与极限平衡法计算结果基本接近 参考文献 / References 胡狄, 翁运新, 余志武 钢筋混凝土矩形薄板徐变效应分析. 工程力学,28(3):185~190. 雷华阳, 李鸿琦, 刘祥君, 张振宇, 宛子瑞 建筑垃圾堆山工程中软土地基稳定性评价探讨. 岩土力学,25( 增 ):589~593. 刘祥君, 李鸿琦, 雷华阳 大型有限元软件 ANSYS 在堆山工程中的应用. 岩土力学,25( 增 2):357~360. 王杰, 马凤山, 徐嘉谟 自重体积力作用下坡体张应力及坡面位移的变化规律. 工程地质学报,18(1):120~126. 魏宁, 茜平一, 张波, 程小俊 软基处理工程的有限元数值模

9 第 4 期 许崧等 : 镇江市蛋山大型堆山工程地质问题分析 725 拟. 岩石力学与工程学报,24( 增 2):5789~5794. 吴琼, 唐辉明, 王亮清, 林志红 库水位升降联合降雨作用下库岸边坡中的浸润线研究. 岩土力学,30(10):3025~3030. 郑颖人, 赵尚毅 有限元强度折减法在土坡与岩坡中的应用. 岩石力学与工程学报,23(19): 赵波, 许宝田, 阎长虹, 王威 人工堆山边坡稳定性数值分析. 工程地质学报,19(6):859~864. BrideauM A,SteadD,CoutureR.2006.Structuralandengineering geologyoftheeastgatelandslide, PurcelMountains. British Columbia,Canada.Eng.Geol.,84:183~206. DawsonEM,RothW H,DrescherA.1999.Slopestabilityanalysisby strengthreduction.geotechnique,49(6):835~840. DuncanJM.1996.Stateoftheart:limitequilibriumandfiniteelement analysisofslopes.j.geotech.eng.asce,122(7):577~596. GuadagnoFM,MartinoS,ScarasciaM G.2003.Influenceofman madecutsonthestabilityofpyroclasticcovers(campania,southern Italy):anumericalmodelingapproach.Env.Geol.,43:371~ 384. KinakinD,SteadD.2005.Analysisofthedistributionsofstresin naturalridgeforms:implicationsforthedeformationmechanismsof rockslopesandtheformationofsackung.geomorphology,65:85~ 100. ZienkiewiczO C,HumpesonC,LewisR W.1975.Asociatedand nonasociatedvisco plasticityinsoilmechanics.geotechnique,25 (4):671~689. StudyontheEngineeringGeologicalProblemsoftheDanshanLargeScale PilingMountaininZhenjiangCity XUSong,YANChanghong,XUBaotian,TANGZhigang,SHAOYong SchoolofEarthScienceandEnginering,NanjingUniversity,Nanjing, Abstract:ThefoundationoftheDanshanlargescalepilingmountainismainlycomposedoftheargilaceous limestone,stronglyweathereddioriteandsoftsoilinzhenjiangofjiangsuprovince.thecompositionofthefiling soilisconsistentwiththeclay,whichthemaximumdrydensityandtheoptimalmoisturecontentarecalculatedto be1.68g/cm 3 and18.2% respectively.thestrengthoffilingsoilislowerthantheundisturbedsoilafterthefiling soilisroledandcompactedwithmoderatecompresion.ifthemethodofstageconstructioncouldbeused,the diferentialsetlementoftheartificialmountainbegreatlyreduced.bytheanalysisofthephysicalandmechanical propertiesofthefilingsoilandthestabilityoftheartificialmountain,thestabilityofthewestandthesouthslope oftheartificialmountainareworsethantheeastandthenorth.thestabilityresultsbynumericalsimulationandthe limitequilibriummethodareverygoodconsistency. Keywords:largescalepilingmountain;engineeringgeologicalproblems;setlement;slope;stability

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