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自国家十二五规划以来,拟建机场遍布云贵川藏。西南山区机场主要分布在中低山、丘陵等地,工程地质条件为较复杂~复杂状态,机场面临的主要工程地质问题为地基不均匀沉降和边坡稳定性问题。随着西南山区机场的陆续完工,在工后一两年机场均出现不同程度的变形破坏迹象,问题突出的机场,给机场运营安全带来了潜在威胁。本文以贵州某机场为例,从非饱和理论、饱和-非饱和理论入手,结合研究区工程地质条件和填方边坡坡体结构特征、物质组成特征、坡体变形破坏特征、土石混合体的渗透性特征,分析了影响高填方边坡变形破坏的主要因素,研究了其变形破坏机制及破坏模式,并通过数值模拟分析了渗流场的变化过程。同时通过数值模拟拟合了监测数据。在此基础上,通过定性和定量分析了高填方边坡稳定性的变化规律。本文主要研究内容及成果如下:(1)在调研前期资料的基础上,开展现场调查取样和变形监测成果搜集,查清了高填方强变形区的规模与边界特征、坡体结构特征、变形特征基本信息。(2)在渗透变形范围内,渗水量随水力梯度的变化呈线性关系;土石混合体的渗透系数随含石量的增加呈指数增长模式。当含石量低于50%时,渗透系数随含石量变化的曲线斜率较小。当含石量超过50%后,渗透系数随含石量变化的曲线斜率较大,说明渗透系数增大较显著;水力梯度位于0-15之间,30%、50%土石混合体不会发生渗透变形。当含石量为70%时,水力梯度达到9.15后将发生管涌现象。(3)高填方边坡的变形破坏机制分为浅层滑塌机制和深部变形机制。两种类型的变形破坏机制均经历了地下水浸泡软化坡脚、降雨引起浅层饱和带发育、地下水抬升与浅层饱和带贯通三个阶段。其中,浅层滑塌地下水主要来源为空隙导水,该地下水性质偏向于上层滞水;而深部变形主要受道槽区内地下水径流影响。降雨是引起地下水位抬升和浅层饱和的最主要因素。其破坏模式可归纳为:滑移-累进式变形-溃决式破坏。(4)采用SEEP程序模块分析了高填方边坡的渗流场变化和变形破坏过程。降雨入渗引起坡体饱和主要经历6个阶段:1)表层局部饱和阶段;2)表层饱和区贯通阶段:由于表层零星分布的饱和区数量不断增加,面积逐渐增大,在坡体表层及斜坡地带,饱和区逐渐贯通;3)道槽区地下积水与饱和区贯通阶段;4)坡脚地下水位抬升阶段;5)边坡区坡脚饱和区推移阶段;6)饱和区贯通阶段。(5)结合监测成果分析了变形特点及破坏原因,同时采用SIGMA程序模块对监测成果和实际变形破坏特征进行了模拟分析,获得了切合实际的结果。(6)分析了影响边坡稳定性的力学因素,在此基础上,通过定性和定量分析了机场边坡稳定性。同时,研究了随降雨时间变化边坡稳定性的变化规律。计算结果与实际比较吻合。