岩体力学在边坡工程中的应用(III)

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1、第八章岩体力学在边坡工程中的应用边坡岩体中的应力分布特征边坡岩体的变形与破坏边坡岩体稳定性分析岩质边坡的加固措施斜坡(slope)统指地表一切具有侧向临空面的地质体，包括天然斜坡和人工边坡。天然斜坡(简称斜坡）是指自然地质作用形成未经人工改造的斜坡。人工边坡(简称边坡）是指经人工开挖或改造形成的斜坡。研究目的：研究边坡变形破坏的机理(包括应力分布及变形破坏特征)与稳定性，为边坡预测预报及整治提供岩体力学依据。其中稳定性计算是岩体边坡稳定性分析的核心。边坡岩体中的应力分布特征一、应力分布特征在岩体中进行开挖，形成人工边坡后，由于开挖卸荷，在近边坡面一定范围

2、内的岩体中，发生应力重分布作用，使边坡岩体处于重分布应力状态。边坡岩体为适应重分布应力状态，将发生变形和破坏。因此，研究边坡岩体重分布应力特征是进行稳定性分析的基础。边坡岩体中的应力分布特征边坡面附近的主应力迹线发生偏转。最大主应力与坡面近于平行，最小主应力与坡面近于正交，向坡体内逐渐恢复初始应力状态。坡面上径向应力为零，为双向应力状态，向坡内逐渐转为三向应力状态。坡面附近产生应力集中带。在坡脚附近，最大剪应力增高，最易发生剪切破坏。在坡肩附近，常形成拉应力带。最大剪应力迹线为凹向坡面的弧线。二、影响边坡应力分布的因素初始应力水平天然应力使坡体应力重分布

3、作用加剧。坡形、坡高、坡角及坡底宽度坡高不改变等值线的形状状，但改变主应力的大小；坡角影响边坡岩体应力分布图象；坡底宽度对坡脚岩体应力有较大的影响；坡面形状对重分布应力也有明显的影响。边坡岩体中的应力分布特征岩体性质及结构特征岩体变形模量对边坡应力影响不大，泊松比对边坡应力影响较大。结构面的存在使坡体中应力发生不连续分布，并在结构面周边或端点形成应力集中带或阻滞应力的传递，这种情况在坚硬岩体边坡中尤为明显。边坡岩体中的变形与破坏一、边坡岩体变形的基本类型1、卸荷回弹在成坡过程中，由于荷重不断减少，边坡岩体在减荷方向(临空面)产生伸长变形，即卸荷回弹。天然

4、应力越大，向临空方向的回弹变形量也越大。往往会伴随产生一系列的张性结构面。2、蠕变变形边坡岩体的变形也将会随时间不断增加，这种变形称为蠕变变形。当边坡内的应力未超过岩体的长期强度时，蠕变引起的局部破坏。反之，将导致整体失稳。几乎所有的岩体边坡失稳都要经历这种逐渐变形破坏过程。二、边坡破坏的基本类型边坡岩体中的变形与破坏1、岩石崩塌：岩体在陡坡面上脱落而下的一种边坡破坏形式。常发生于陡坡顶部裂隙的发育地方。原因：裂隙水压力、冻胀力致2、平移滑动部分岩体沿着地质软弱面，如层面、断层、裂隙或节理面的滑动。3、旋转滑动由于外界条件干扰，在均质页岩或泥岩中产生新的

5、圆弧破裂面，岩体沿此圆弧面产生滑移。4、岩块流动高应力作用下，产生脆性破裂（破坏）面。不规则。5、岩层曲折在自重与裂隙水压力共同作用下岩层面发生岩石崩塌平移滑动旋转滑移岩块流动岩层曲折边坡稳定性分析一、单一平面滑动张性断裂边坡单面滑动边坡稳定性分析二、折线滑动法边坡稳定性分析三、三维楔形体法双面滑移体稳定系数其中：N1、N2分别为Wcosα作用于F1、F2上的法向压力。由正弦定律得：N2N1岩坡失稳两方面因素下滑力增加抗滑力降低岩质边坡的加固措施措施：①排水②减荷③加固挡墙桩基锚杆注浆