层状岩质边坡稳定性的模型试验研究与数值验证

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1、学校代号10536学号13202030349分类号TU457密级公开全日制专业学位硕士学位论文层状岩质边坡稳定性的模型试验研究与数值验证学位申请人姓名张璟所在学院土木与建筑学院专业学位类别工程硕士专业学位领域建筑与土木工程校内导师陈文胜教授校外导师陈建平高级工程师论文提交日期2015.4.10学校代号：10536学号：13202030349密级：公开长沙理工大学硕士学位论文层状岩质边坡稳定性的模型试验研究与数值验证学位申请人姓名张璟指导教师陈文胜教授所在学院土木与建筑学院专业学位领域建筑与土木工程论文提交日期2015.4.10论文答辩

2、日期2015.5.23答辩委员会主席阳军生教授StudyonthestabilityofstratifiedrockslopebysimulationexperimentandnumericalverificationbyZHANGJingB.E.(HunanInstituteofScienceandTechnology)2013AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinArchitecture&Ci

3、vilEngineeringinChangshaUniversityofScience&TechnologySupervisorProfessorChenWenshengMay,2015长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：2015年5月26日学位论文版权使用

4、授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密√□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：2015年5月26日导师签名：日期

5、：2015年5月26日摘要边坡失稳是人类工程建设中最常见的地质灾害之一。无论是人为因素还是自然因素造成的边坡失稳，有时其代价是非常大的，严重制约了国民经济的提升和社会的可持续发展。层状岩质边坡是指在岩体内有一组优势板裂层状结构或者原生层状结构的边坡，分布较广，发生失稳破坏的情况也较多。由于岩体的复杂结构特性，想要彻底弄清层状岩质边坡失稳破坏的机理并不容易。本文以某等厚层状岩体为原型，进行了层状岩质边坡的稳定性室内模型试验和数值模拟分析，具体工作如下：1.以相似理论为依据，根据物理模型试验的要求，设计制作了室内旋转边坡模型装置，该装置主

6、要包括模型支架、旋转平台、抬升系统和测量系统。旋转平台增加了侧向约束可移动支撑板，可以模拟二维和三维工况，平台最大可旋转角度为45°，可开展土质和岩质等多种材料和工况下的模型试验。2.进行了4组模型试验，试验主要探究了：岩层倾角大小、岩体节理密度、边坡坡角、岩体的节理裂隙走向、岩体结构面内摩擦角对层状岩体边坡稳定性的影响，以及边坡发生破坏的变形规律等。3.利用非连续变形分析方法（DDA）和软件对模型试验中数组工况进行了数值模拟，分析了层状岩质边坡破坏变形的规律，以及岩层内摩擦角的改变对坡体稳定性的影响。通过研究分析认为，节理裂隙的走向

7、越接近垂直于岩层倾向时，边坡越不稳定；节理裂隙密度越小，边坡越稳定；节理裂隙的贯通性越好时，边坡越容易发生破坏。顺层岩质边坡变形的方式主要为滑动变形，在滑动变形的过程中伴随有倾倒变形，破坏模式为滑移-拉裂破坏。坡体发生破坏时，滑动过程为分级滑动，临近坡面的坡体先产生滑动，上部变形速度大于下部变形速度。数值模拟结果能够较好的与物理模型试验结论相吻合，反映出物理模型试验的结论具有一定的客观性。关键字：边坡；物理模型试验；层状岩质边坡；旋转边坡模型；非连续变形分析方法IABSTRACTSlopeinstabilityisoneofthemo

8、stcommongeologicaldisasterinhumanengineeringconstruction.Theresultofslopeinstability,inducedbothbyhumanactivit