【摘要】：巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)作為一類常見(jiàn)的災(zāi)害一直倍受人們的關(guān)注。其中,順層巖質(zhì)邊坡是一種穩(wěn)定性最差、最易發(fā)生變形破壞的巖質(zhì)邊坡類型。此外,當(dāng)順層邊坡中發(fā)育兩組交錯(cuò)的傾向坡外的緩傾、陡傾結(jié)構(gòu)面時(shí),邊坡的穩(wěn)定性將會(huì)大大降低和巖體將產(chǎn)生大變形破壞。這種邊坡一旦失穩(wěn)將對(duì)周邊地區(qū)的居民帶來(lái)嚴(yán)重的生命、財(cái)產(chǎn)損失。所以對(duì)兩組交錯(cuò)結(jié)構(gòu)面型順層巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)機(jī)制的研究對(duì)于保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要的意義。本文從研究現(xiàn)狀和實(shí)際存在的問(wèn)題出發(fā),結(jié)合理論分析、數(shù)值模擬和工程應(yīng)用方面研究了該類邊坡的失穩(wěn)機(jī)制,具體如下所示:(1)建立了邊坡的地質(zhì)力學(xué)幾何模型,利用極限平衡法分析了結(jié)構(gòu)面在不同空間組合和不同力學(xué)參數(shù)組合下該類邊坡的穩(wěn)定性發(fā)展規(guī)律。最后結(jié)合正交設(shè)計(jì),分別得出了這兩類組合下邊坡失穩(wěn)的因素敏感性程度和主控因素。(2)利用離散元軟件UDEC對(duì)雙組交錯(cuò)結(jié)構(gòu)面型順層巖質(zhì)邊坡進(jìn)行失穩(wěn)機(jī)制的數(shù)值模擬研究。通過(guò)數(shù)值模擬研究,揭示了該類邊坡在結(jié)構(gòu)面的不同空間組合下和不同力學(xué)參數(shù)組合下失穩(wěn)的具體破壞模式。在不同空間組合下邊坡失穩(wěn)的破壞模式是不同的,主要為單滑面失穩(wěn)的壓剪破壞和雙滑面失穩(wěn)的壓剪拉裂破壞;在不同力學(xué)參數(shù)組合下失穩(wěn)的破壞模式為雙滑面失穩(wěn)的壓剪拉裂破壞。(3)山西大同涵光花崗巖礦西邊坡屬于雙組交錯(cuò)結(jié)構(gòu)面型順層巖質(zhì)邊坡。依據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件,對(duì)邊坡幾種潛在失穩(wěn)的破壞模式進(jìn)行了初步分析。進(jìn)一步通過(guò)數(shù)值模擬,得出了該邊坡潛在失穩(wěn)的破壞模式為雙滑面失穩(wěn)的壓剪拉裂破壞,這與本文所提的破壞模式是一致的。
【圖文】：

圖 2-3 雙組結(jié)構(gòu)面力學(xué)參數(shù)組合下的安全系數(shù)計(jì)算流程 90m 的邊坡進(jìn)行算例分析。邊坡及結(jié)構(gòu)面參數(shù)如表 2-4 算例邊坡幾何、物理力學(xué)參數(shù)結(jié)構(gòu)面力學(xué)參數(shù) 結(jié)構(gòu)面幾何參數(shù) 粘聚力 c（MPa）摩擦角 （°）緩傾結(jié)構(gòu)面傾角α （°）陡傾結(jié)構(gòu)傾角β （0.3 35 35 60 將 III 型中自重公式全系數(shù)計(jì)將II型中的條塊自重公式代入安全系數(shù)計(jì)算公式型中的條塊公式代入安計(jì)算公式輸出安全系數(shù)及對(duì)應(yīng)的組合參數(shù)

圖 2-5 不同組合下陡傾結(jié)構(gòu)面高度1h 與安全系數(shù) Fos 的關(guān)系總體來(lái)看，α 越小、β 越大的組合，整體安全系數(shù)越大，如α 為 18°、β 為72°的組合整體安全系數(shù)最大。在1h 一定的變化范圍之內(nèi)，各種組合安全系數(shù)隨1h 的增大而呈不同程度下降，只是1h 到達(dá) 110m 之后，有些組合安全系數(shù)呈現(xiàn)不同程度的加速上升。在α 、β 的不同組合里，安全系數(shù)的發(fā)展具有差異性的，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程。當(dāng)β為 72°的所有組合中，在1h 達(dá)到一定值（拐點(diǎn)）時(shí)，安全系數(shù)取得最小值，并由緩慢的線性降低轉(zhuǎn)變成逐漸加速增加。而且該拐點(diǎn)1h 是隨著α 值的增加而提前的，該定值1h 對(duì)應(yīng)的最小安全系數(shù)則是隨α的增加而降低的。當(dāng)α 為 18°30°、42°，對(duì)應(yīng)的1h 為 135m、125m、110m，對(duì)應(yīng)的安全系數(shù)為 2.29、1.30、1.06。之后安全系數(shù)隨1h 的增加分別增加到 2.49、2.30、3.54，，增幅最大達(dá) 233.9%該類組合轉(zhuǎn)折上升段及平緩下降段安全系數(shù)變化幅度見(jiàn)表 2-7。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU457

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳從新;鄭允;孫朝q

本文編號(hào)：2676380