反倾岩质边坡破坏机理模型试验研究

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1、反倾岩质边坡破坏机理模型试验研究第24卷第l9期2005年lO月岩石力学与工程ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering,,01.24N0.190ct.,2005反倾岩质边坡破坏机理模型试验研究左保成,陈从新,刘小巍,沈强(中国科学院武汉岩土力学研究所,湖北武汉430071)摘要t通过室内物理力学模型试验研究发现,对于反倾边坡,其主要的变形破坏形式为倾倒变形折断破坏,破坏首先发生在坡顶;通过试验研究反倾岩层的层面剪切强度(c,值),岩层厚度及岩层倾角对反倾

2、边坡变形的影响发现,反倾岩层的层面强度(c,值)和岩层厚度是影响边坡稳定性的重要因素,而岩层倾角对反倾边坡的变形影响不大.对试验结果进行分析,显示此类边坡的变形破坏过程具有明显的"叠合悬臂粱"的特征,并得出反倾岩质边坡的抗倾覆能力随着反倾岩层的层面强度(c,值),岩层厚度及岩层倾角的增大而增大的结论,与工程实际比较吻合.关键词.岩土力学;反倾边坡;模型试验;叠合悬臂梁;时间一位移曲线;相似理论中圈分类号:Tu457文献标识码:A文章编号:1000—6915(2005)19—3505—07MoDELI

3、NGEXPERIMENTSTUDYoNFAILUREMECHANISMoFCoUNTER.TI1RoCKSLoPEZUOBao—cheng,CHENCong—xin,LIUXiao—wei,SHENQiang(InstituteofRockandSoilMechanics,ChineseAcademyofSciences,Wuhan430071,China1Abstract:BasedontheexampleofacertainslopeinGuangdongsegmentofBe~inhuhaiE

4、xpressway,severalgroupsofph)rsicalmodeltestsareperformed:andthefactorsaffectingthestabilityofslopeareanalyzed.Thetestingresultsshowthatthemainfailuremodeofcounter-tiltslopesisatopplingone,whichappearsfirstonthetopoftheslope.Thestabilityofcounter-tiltsl

5、opesdoesnotrestonterraneobliquitybutonstrengthandthicknessofterraneinterface.Itisalsoindicatedthatthefailurecharacteristicofthiskindofslopeissimilartothatofsuperpositioncantilever;andtheanti—topplingcapabilityofcounter-tiltslopeincreaseswiththeincrease

6、softheparameterssuchastheparametersofinterface(C,,thickness,andobliquityofterrane.Keywords:rockandsoilmechanics;counter-tiltslope;modelexperiment;superpositioncantilever;curveoftime—displacement:similaritytheory1引言近年来,国内外通过工程实践,数值分析和室内物理模型试验等方法对反倾岩石边坡破

7、坏模式,岩移机理等进行了研究并取得了一些成果,但这些成果具有很大的局限性.在工程领域当中,边坡设计和稳定性评价一般是基于各向同性介质理论,采用极限应力法确定近似圆弧滑面,以此作为边坡稳定性计算和设计参数选择的依据;但对于反倾边坡,主要的危险不是在坡脚而是在坡顶,用极限平衡法来研究这类边坡的稳定性是不合适的….在数值计算方面,人们通过有限元法,离散单元法等数值计算方法,对反倾边坡的变形破坏机理进行了研究,同时还研究了结构面间距及力学参数对变形的影响.但是由于边坡稳定受多方面因素影响,而各收藕日期z20

8、05—06一Ol;修回日期l2005—07—28作者篱介z左保成(1978一),男,硕士,2004年于中国科学院武汉岩土力学研究所获硕士学位,主要从事岩土工程设计与施工方面的研究工作.E-m~lzuobaocheng@gedi.com.ell.岩石力学与工程2005在因素具有不确定性(模糊性,随机性,信息不完全性和未确定性)和复杂性,故无论是传统的确定性分析方法还是不确定性分析方法,其用于边坡稳定性评价的准确性与实际情况仍有差距L2J.在模型试验方面,由于模型试验耗时