近水平软硬互层斜坡变形破坏机制

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1、第II卷第3期中国地质灾害与防治学报2000年9月TheChineseJournalofGeologicalHazardandControlVoSl.e1p1.20N00o文章组号:1003-8035(2000)03-0049-04近水平软硬互层斜坡变形破坏机制吉随旺，，张伴元‘，王凌云2，刘汉超，(1.成都理丁学院，四川成都610059;2.四川省文通厅公路规划设计院，四川成都610000)摘要:本文通过对某高速公路某深挖路堑边坡段天然料坡的地质调查、钻探和有限元分析提出，近水平软硬互层岩层斜坡变形破坏首先发生于坡体中部硬岩层中，由拉应力的集中造成拉

2、破坏，形成张性节理裂陈，逐渐向坡体顶部扩展，直至贾通而出耳地表。攀雨期间在裂除水和渗流水的扬压力联合作用下，产生滑移应用本文的机制棋型分析了垮梁子清坡的形成机制。关，词:近水平岩层斜坡，有限元分析，变形破坏机制中皿分拳县‘P6423女甘坛设码A1前言2有限元分析近水平岩层斜坡是指岩层倾角小于10哟岩层四川某高速公路一开挖路堑段的自然斜坡，岩性组成的斜坡。在四川盆地中部低丘陵区，天然斜坡多组成为砂岩泥岩互层，岩层倾角为3-60，对此斜坡由红色近水平的较坚硬的砂岩和较软弱的泥岩互层的应力场和位移场进行有限元分析。组成，因为岩层倾角大大小于其内摩擦角，所以，

3、这2.1模型建立类斜坡本应是稳定的。但在四川盆地却已发现过多处根据野外地质调查，及槽探、钻探资料，将本路变形以致失稳破坏的实例，并造成人民生命财产的严堑开挖段的地质剖面进行了地质概化，建立按工程地重危害与损失。因此，对这类斜坡的变形失稳机制的质岩组分3类7层的地质模型。模型以地表为自由边研究，具有十分重要的意义。国内外曾对滑坡形成机界，其余三边均采用光滑面法向约束。研究岩体在自制作过大量的研究[73]，王兰生和张淖元教授等认为重力作用下，边坡开挖后应力场和位移场的特征变此类斜坡的失稳破坏是由于后缘拉裂隙充水达一定化。计算中按弹塑性力学模型，屈服准则采用

4、摩尔一库高度(临界高度)后，裂隙水的水平推力和沿层面渗仑(Mohr-Columb)准则。分析计算采用国内外广泛流水的扬压力联合作用下形成的，并称之为平推式滑采用的2D-or程序进行。坡川。但对后缘拉裂隙的形成和扩展未做深人的研2.2今数选取究。笔者参与某高速公路某边坡的工程地质勘察时发根据试验值和工程地质类比法选取岩土材料物现，钻进埋深达30^-40m的砂岩层有两段出现掉钻理力学性质参数，如表1所列。现象，推断为张开裂隙，张开宽达15cm。而后，室2·3结果及分析内应力与变形有限元分析表明:与出现张应力的部位计算结果如图1-3，由图可知:相应的砂岩层中

5、确有拉应力集中。由此判断，近水平(1)应力矢量图显示，。，方向主要为垂直向下，砂泥岩互层组成的斜坡坡体变形破坏首先是在坡体在坡面附近转而平行于坡面。的中部砂岩层中，拉应力集中造成拉破坏，形成节理(2)o:等值线色谱图显示，边坡天然状态下在坡裂隙后，逐渐向坡体上部扩展，直至贯通出露地表，体表面和第二层、第四层砂岩中产生拉应力，在第二成为降水人渗通道和储水空间，在裂隙水和渗流水扬晨和第ug晨砂岩形成拉应力区。并形成一定范围的拉压力联合作用下，产生滑移变形。应用本文的机制模型分析了冯店垮梁子滑坡的形成。收稿日期:1999-11-10,修回日期1999-12-

6、03作者简介:吉随旺(1961)，男，博士生，副教授，研究方向:岩土体稳定.一.一神----~~，，，，，，，，，，，~种种种种种一一第3期吉随旺等:近水平软硬互层斜坡变形破坏机制4实例分析位于本自然斜坡附近，存在一个当地称之为垮梁子的大型滑坡(图6)。此滑坡是一个典型的软硬相间的近水平岩层组成的滑坡。该滑坡滑体由近水平的砂岩、泥岩软硬互层的岩层组成，周围岩层倾角近6。。滑坡后缘陡壁沿平行(近于重合)山脊线发育。野外调查发现，在后缘陡壁中，由地表向下出露的第二层砂岩中节理裂隙发育，且多为垂直方向，间距0.5--1m，而第一层砂岩中裂隙不甚发育，说明软硬

7、互层的岩层裂隙形成是由下向顶部扩展。在滑体与主断壁之间，为一走向近SN至NEI5。的拉陷凹槽，宽约10-50m,凹槽近封闭状，现被崩落块石充填。滑坡中部为一宽阔的平台，前部稍陡倾向河谷，后部裂缝发育、地表凹凸不平，起伏较大。主滑体长约400^-600m,横向宽800^-900m，总面积约0.4k.I.滑体厚0^-90m，平均厚40m,滑床为厚层泥岩，滑面倾角圈5斜坡变形破坏过程6-，倾向临空面。如此大的滑体在如此小的倾角下，如Fig.5Developmentstagesofslope果没有外力驱动，靠自重的下滑力是不可能下滑的。deformationa

8、ndfailure那么该滑体是靠什么力的驱动而滑动的呢?据调查访(1)蠕变拉裂阶段(图5a):