顺层边坡的稳定性影响因素及失稳判据分析.pdf

《顺层边坡的稳定性影响因素及失稳判据分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第47卷第2l期人民长江Vo1．47，No．212016年11月YangtzeRiverNov．，2016文章编号：1001—4179(2016)21—0057—05顺层边坡的稳定性影响因素及失稳判据分析郑志勇2，余海兵，姚文敏，寇天，柯竹兰。(1．中国地质大学工程学院，湖北武汉430074；2．中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北武汉430050；3．湖北工业大学土木建筑工程学院，湖北武汉430068)摘要：针对含软弱夹层顺层边坡的破坏特征，利用极限平衡法建立了边坡稳定性的计算模型，分析了在各种因素作用下边坡的稳

2、定性系数变化特征以及边坡失稳的判据。结果表明：①稳定性系数与抗剪强度呈线性正相关关系，凝聚力和内摩擦角对边坡稳定性的影响大小取决于其值的组合形式；②每一个坡角0，对应存在一个最不利的岩层倾角n，O／∈[25。，50。]时边坡稳定性相对较差，并且可以得出，a∈[0／2+5。，0／2-I-l0。]；③坡角越接近岩层倾角，稳定性系数越大，反之则越小；④稳定性系数随着剪出高度日的增大而减小，日∈[1，10]时，减小得相对较快，H[10，50]时，减小得相对较慢；⑤水对边坡的稳定性系数影响显著，主要体现在降低了软弱夹层的抗剪强度

3、，静水压力降低了边坡的稳定性。边坡发生失稳时后缘裂隙必须满足一定的裂隙深度，裂隙深度越大所需的充水高度越小，反之则越大。总结得出顺倾向边坡两种破坏判据，一种只是重力作用下的边坡，当日>日⋯时边坡发生滑移失稳；一种是边坡后缘存在一定深度裂隙的边坡，当z>z⋯。时发生水力推动型滑移失稳。研究结果可对边坡的防护和治理具有一定的指导意义。关键词：影响分析；稳定性系数；失稳判据；极限平衡法；顺层边坡中图法分类号：P642文献标志码：ADoI：10．16232／j．enki．1001—4179．2016．21．013近年来，随着我

4、国社会经济的快速发展，矿山边高度、后缘裂隙深度、裂隙充水高度等多种因素对边坡坡、水电工程边坡、公路边坡等工程领域，顺层边坡的稳定性的影响，并提出相应的失稳判据，为边坡的优化稳定性问题比较突出，制约着工程的建设，威胁着人民设计和防护治理提供借鉴。的生命财产安全，成为相关研究人员重点关注的对象。1研究区域概况目前，国内外学者对顺层边坡进行了一些研究，孙广忠等运用压杆稳定理论对顺层边坡稳定性的判据进行了沪蓉高速公路沿线有大量的层状边坡，现场调查研究；路为等建立地质力学计算模型，给出了两种发现，已发生破坏的边坡，多数是因为人工

5、开挖形成临顺层滑移模式(滑移一拉裂型和水力驱动型)的失稳空面的出现，从而诱发边坡发生顺层滑坡。破坏的边判据；刘才华、谭龙金、夏开宗等对水力作用对边坡坡内多数发育有软弱夹层或者岩体节理裂隙比较发稳定性的破坏机制进行了研究，建立了相应的失稳判育，边坡破坏主要为两种类型：一种是滑体顺着岩层整据；谷栓成等进行了岩石高边坡弯曲破坏的力体滑动破坏(见图1(a))，另一种是边坡存在后缘裂学分析。缝边界，岩层和裂缝切割形成的滑体沿着岩层顺层滑上述研究多从顺层边坡力学模型及单一影响因素动(见图1(b))。作用下对边坡的稳定性方面进行研究

6、，而实际上，影响2边坡力学模型顺层边坡稳定性的因素复杂多样。本文基于极限平衡法，分析软弱夹层的抗剪强度、岩层倾角、边坡角、剪出根据E．Hoek和J．W．Bray提出的岩质边坡力收稿日期：2016—03—28作者简介：郑志勇，男，高级工程师，硕士，主要从事边坡稳定性分析及岩土工程数值模拟等方面的研究工作。E—mail：624482980@qq．eom58人民长江学模，建立两种力学计算模型(其中o。

7、另一种是边坡有后缘裂隙的力学SI‘nO、、模，见罔2(b)，受雨和静水压力共同作川。z：f41S1n根据公式(1)～(4)推导出以下公式：=+一tanayHsin筹(0一)sin(、5)式巾，F为抗滑力，F为下滑力；K为岩质边坡的稳定性系数；G为岩体自再；为岩体密度；6I为坡角；为软弱夹层的倾角；z为软弱央层的长度；C、分别为软弱夹层的凝聚力和内摩擦角；h为坡顶到软弱层的垂直距离；H为软弱夹层}H露位置与坡顶的垂距离(简称：剪出高度)。2．2有后缘裂隙力学模型边坡的稳定性系数计算公式：fRK==(6)f_1l破坏娄型二

8、式巾的G与计算公式(3)一致，式中的静水力F、图1破坏类型，，的计算公式如下：=÷z：(7)Fz(8)式中，F为后缘裂隙对边坡的水平向静水力，，为降水沿底滑面渗流产生的垂商于滑面向上的水力；z为后缘张裂缝深度；Z为张裂缝中的水化高度；为水的重度。后缘裂隙力学模型3各因素对边坡稳定性的影响分析影响边坡稳定性的主要凶素有：抗剪强度、坡