坡頂荷載作用下巖質(zhì)邊坡傾倒破壞分析
本文關(guān)鍵詞: 坡頂荷載 反傾邊坡 傾倒破壞 剩余下滑力 滑動比例系數(shù) 出處:《巖土力學(xué)》2015年09期 論文類型:期刊論文
【摘要】:坡頂荷載是公路邊坡、鐵路邊坡以及礦山邊坡等穩(wěn)定性分析中不可忽略的因素,傾倒破壞是陡傾層狀巖體邊坡一類主要的變形破壞形式,研究坡頂荷載作用下巖質(zhì)邊坡塊體傾倒破壞具有重要的工程指導(dǎo)意義。在Goodman和Bray塊體傾倒破壞極限平衡逐步分析方法的基礎(chǔ)上,基于傳遞系數(shù)法,通過建立坡頂荷載作用下巖質(zhì)邊坡傾倒破壞地質(zhì)力學(xué)模型,提出了考慮坡頂荷載作用的邊坡傾倒破壞的解析分析方法,推導(dǎo)出了坡頂荷載作用下反傾邊坡坡腳剩余下滑力和維持邊坡穩(wěn)定所需要的支護(hù)力的計算公式,為該類邊坡的設(shè)計和支護(hù)提供了理論依據(jù)。通過算例分析,探討了不同巖塊厚度和切坡角度下坡頂荷載對剩余下滑力和滑動比例系數(shù)的影響。結(jié)果表明:對于一個給定的邊坡,巖塊厚度存在一個臨界值,當(dāng)巖塊厚度小于該臨界值時,坡頂荷載對剩余下滑力的影響程度要明顯大于巖塊厚度大于該臨界值的情況;切坡角度越大,坡頂荷載對邊坡穩(wěn)定性的影響越顯著;隨著坡頂荷載的增加,滑動比例系數(shù)逐漸增大。對比分析理論解與UDEC計算的數(shù)值解,表明兩種方法計算結(jié)果是一致的,相互得到了驗證。
[Abstract]:Slope top load is a factor which can not be ignored in the stability analysis of highway slope, railway slope and mine slope. Toppling failure is one of the main deformation and failure forms of steep inclined layered rock slope. It is of great significance to study the toppling failure of rock slope block under the action of top load. Based on the method of Goodman and Bray block toppling failure limit equilibrium analysis step by step. Based on the transfer coefficient method, an analytical analysis method for toppling failure of rock slope under top load is put forward by establishing the geomechanical model of toppling failure of rock slope under the action of top load. The formula for calculating the residual sliding force at the foot of the slope and the supporting force needed to maintain the stability of the slope under the action of the top load is derived, which provides a theoretical basis for the design and support of this kind of slope. The influence of slope top load on residual sliding force and sliding ratio coefficient under different rock mass thickness and slope cutting angle is discussed. The results show that there is a critical value for a given slope. When the thickness of rock block is less than the critical value, the influence of slope top load on residual sliding force is obviously greater than that of rock block thickness. The bigger the angle of cutting slope is, the more significant the influence of top load on slope stability is. With the increase of the load on the top of the slope, the sliding ratio coefficient increases gradually. The comparison between the theoretical solution and the numerical solution calculated by UDEC shows that the results of the two methods are consistent and are verified by each other.
【作者單位】: 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖土力學(xué)與工程國家重點實驗室;武漢理工大學(xué)道路橋梁與結(jié)構(gòu)工程重點實驗室;
【基金】:國家自然科學(xué)基金面上項目(No.11472293)
【分類號】:TU45
【正文快照】: 1引言當(dāng)反傾節(jié)理切割作用形成的巖塊尺寸與邊坡的大小相比不可忽略時,該類型邊坡常發(fā)生傾倒破壞[1]。只要邊坡中節(jié)理的產(chǎn)狀適當(dāng),各種類型的巖質(zhì)邊坡甚至堅硬土質(zhì)邊坡都可能發(fā)生傾倒破壞。在國內(nèi)外的水利水電、礦山、山區(qū)道路等都出現(xiàn)了大量反傾邊坡傾倒破壞的現(xiàn)象。國外如美國
【參考文獻(xiàn)】
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