浅论反倾岩质边坡破坏机理研究

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1、中国科学院武汉岩土力学研究所硕士学位论文反倾岩质边坡破坏机理研究姓名：左保成申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：陈从新20040601摘要反倾边坡是指具有反倾结构面(即边坡的倾向与结构面的倾向相反)的边坡。反倾结构面的存在及其特征对于边坡的变形和破坏方式及规模具有决定性的控制作用。以往边坡研究主要针对顺倾边坡，而对反倾边坡的岩移机理和滑坡模式研究较少。研究层状岩体结构反倾边坡的岩移机理并提出合理的计算分析方法已成为边坡设计和边坡稳定性评价的重要课题。室内物理模型试验方法是进行边坡稳定性和破

2、坏机理研究的重要方法。本文通过室内物理模型试验方法，针对京珠高速公路粤境段某边坡原型进行了数组模型试验研究，通过对影响反倾岩质边坡稳定性的几个园素的试验研究，得到了反倾岩质边坡的反倾岩层层面强度、岩层厚度是影响边坡稳定性的重要因素，而反倾岩层的倾角对边坡稳定性影响不大的结论，为以后的工程设计与研究提供了依据。试验中发现边坡开挖结束至变形加速这段时间内，边坡变形基本上不发展，即边坡坡体表面及坡内各测点基本无位移。经过这段时间后，边坡变形开始加速，继续发展。这个时间长短根据边坡不同的结构特性而不同。

3、同时通过与原型边坡的对比，证明了原型边坡按照倾倒破坏的模式对边坡进行加固是合理可行的，从而验证了设计的合理性。有限元分析方法可以处理复杂的边界条件以及材料的非均匀性和各向异性，还可以有效地模拟材料的非线性应力应变关系，得到围岩的整体应力场、位移场，从而得出围岩的可能破坏部位，可对围岩的力学特性有全面了解。本文通过有限元法研究了边坡原型的位移特征，并研究了岩层倾角对边坡变形的影响。通过与模型试验及边坡原型的比较，得出岩层的倾角对边坡变形影响不大的结论，并进一步证明原型加固设计的合理。臂梁关键词：反

4、倾边坡，物理模型试验，Ansys有限元分析，倾倒破坏．叠合悬Abstractcoume卜tiltsloDesarethosewithanti．directionten'aries，inotherword，theslantofslopeisoppositetothatoftheterrane．Deformationandfailureofthecounter-tiltslopearemainlyeffectedbytheterranes．However,mostpreviousinvestigat

5、ionsarefocusonthesame—tiltslopes，andonlyafewworkshavebeendonetostudydeformationmechanicsandfailuremodeofthecounter-tiltslopes．So，itisgreatimportantfordesignandstabilityevaluationofslopestostudydeformationmechanicsandanalysismethodsofcounter-tiltslope

6、s．Laboratoryphysicalmodeltestisanimportantapproachforstudyonstabilityandfailuremechanicsofslopes．InallusiontoacertainslopeinGuangdongsegmentofJingzhuExpressway,severalgroupsofphysicalmodeltestsareperformed，andthefactorseffectingstabilityofslopeareana

7、lyzed．Theresultsshowthatthestabilityofcounter-tiltslopesdon’trestswithterraneobliquitybutstrengthandthicknessofterraneinterface，whichprovidesguidefordesignandresearchofslopes．Itisalsofoundthatthedeformationvalueoftheslopeisverylittleduringthefirstpha

8、seafterbeingexcavated，andthenthedeformationwiltacceleratelargely．Thetimespanchangeswithdifferentstructuresofrockslopes．Comparedwiththefailurecharacteroftherealslope，itisfeasibletOreinforcetheslopeaccordingastikingfailuremode．FiniteelementmethodCandea