浅论反倾层状岩质边坡破坏机制研究——以锦屏一级水电站左岸边坡为例

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1、西安理工大学硕士学位论文反倾层状岩质边坡破坏机制研究——以锦屏一级水电站左岸边坡为例姓名：苏立海申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：李宁20080301摘要论文题目：反倾层状岩质边坡破坏机制研究——以锦屏一级水电站左岸边坡为例学科专业：岩土工程研究生：苏立海指导教师：李宁教授签名：顺层边坡稳定性研究已有大量成果，现今的分析方法、分析模型也都是针对此类边坡的，而反向边坡其典型的结构特征为岩层层面与边坡面走向一致但倾向相反，如果同时存在一组或多组顺坡向的节理将岩层切割成离散的块体，则容易发生与以往不同的倾倒破坏。对于这种

2、反倾层状岩质边坡的破坏模式与机理，系统的研究成果尚未见报道。因此，本文应用从奥地利引进的大型岩土工程数值仿真分析系统FINAL为平台，建立几种代表性典型岩质边坡模型，通过特殊离散化有限元模型与数值试验，研究这类边坡的倾倒破坏模式与破坏机理，以便直接为工程设计提供依据。主要结论如下：(1)系统的研究了影响反倾层状岩质边坡的主要因素，对结构面的力学模型进行了初步的探讨，确定了考虑连通率条件下，结构面的强度参数取值，然后利用离散化有限元分析方法，研究反向层状岩质边坡的主要破坏模式(倾倒破坏和剪切滑移)。(2)对各影响因素如结构面

3、的力学特性、岩体的力学特性及坡体的一些物理几何特征对该类边坡稳定性的影响作了分析。①结果表明在不考虑结构面强度参数条件下，岩层倾角大于450，边坡开挖坡角大于倾角+缈时，(伊一般在5～100)发生倾倒之可能性大于其它破坏(失稳)模式，如果同时小于这两个指标，此类边坡的破坏模式主要以剪切滑移为主；②当岩层的厚度(或结构面间距)增加一倍时，边坡发生倾倒破坏的最小优势岩层倾角呈增大趋势；③层面结构面参数对倾倒破坏其控制性作用，岩体强度中Ⅳ类岩体表现为弯曲倾倒破坏，而III类岩体主要表现为脆性折断破坏；④后缘具有节理拉裂面时，倾角

4、小于300时，此类反倾层状坡的破坏模式主要倾向于倾倒破坏，倾角大于450时，此类反倾边坡主要表现为倾倒一滑移组合破坏模式；⑤对于边坡下部软弱基座，当岩层倾角大于450后，随着软弱基座增厚，软弱基座上部板岩之间张开度增加，向坡表张开度越大，说明此类边坡容易发生压缩倾倒破坏。(3)应用以上分析结果，针对此类边坡，提出合理的稳定性分析及评判方法：通过边坡开挖以后的变形场、应力场及各滑动面安全系数建立关系曲线，综合分析反倾边坡破坏模式。(4)通过以上的计算分析，对锦屏一级水电站左岸坝肩反向边坡进行离散化有限元西安理工大学硕士学位论

5、文分析，定性分析了边坡各主要破坏模式，为具体工程提供了指导。关键词：反倾层面裂隙板状结构离散化破坏模式II西安理工大学硕士学位论文Title：STUDYONLOSlNGSTABILITYMECHANISMoFFLARERoCKSLoPES——ACASESTUDYoFTHELEFTBANKSLoPEoFJINGPINGFIRST-STAGEHYDROPOWERSTATIoNMajor：GeotechnicalEngineeringName：LiHaiSuSupervisor：Prof．NingLiAbstractSignat

6、ure：Atpresent，therearealreadyalotoffruitsinresearchonstabilityofconsequentrockslope．Byfar，theanalysismodelandtheanalysismethodbothaimatthistypeofslope．Butthereverseslopewhichtypicalstructurecharacteristicisthestratabeddingsurfaceandslopestrikethesamebuttheopposite

7、tendency，atthesametimeifthereareoneormorepositiveslopedirectionjointswhichwillcutrocklayertodiscreteblocks，itismorepronetotiltingfailurewhichisdifferentfromanciently．Forsuchantidiplayeredrockslope，thesystemstudyofitsfailuremodeandmechanicalhaveneverbereporteduptot

8、oday．Therefore，thispaperusealargegeotechnicalengineeringsimulationanalysissystemFINALwhichintroducefromAustriaasaplatform，establishseveraltypicalantidip