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1、,,:山地研究s(NYA南UAoMNUNERAEcR1A99614T(3)183一18T7滑动面变形时岩石边坡稳定分析法`张永兴陈洪凯(重庆建筑大学岩土工程研究所重庆63。。45)(重庆交通学院岩土工程研究所重庆63。。74)提要采用传统极限平衡法,考察单面滑动岩石边坡稳定性存在的主要间题.研究滑动面变形时岩石边坡稳定性的分析方法.计算结果表明用新方法比传统方法更接近实际情况.关键词极限平衡法滑动面变形岩石边坡稳定性l引言.岩体在极少情况下可以视为连续均匀的材料,它充斥着不连续面及软弱结构面.一,、、个不稳定的岩体边坡其稳定性通常受软弱夹层或
2、潜在构造面如断层节理层理面及叶理面等构造弱面所控制.对较简单的单面滑动平面边坡的稳定性分析,通常采用传统的刚体极限平衡法2〕.1,.l[如图所示岩体在自重作用下的稳定安全系数为。na,尸~T/S~(GCosatg尹+cL)/(洲)(1),由于塌滑体AOB的重量G一1/(2沙Lcosa)代入式(1)得,FS~tg尹/tga+4c/(夕肪inZa)(2)夕;h;a式中为岩石的容重为滑动面以上塌滑体的高度;L;甲,C为滑动面的倾角为滑动面的长度为滑动面内摩擦角及粘聚力.,,由式(2)可见只要塌滑体高度相同而其他条件不变,、,.时不论边坡的坡顶是平的
3、斜的其稳定性是相同的这图1滑动面边坡的稳定性分析.,l.tabe一点显然不符合实际情况另一方面如图中滑动面是F姐1S山ytanalyssiofslidplane,11,:,.甲,,尹:,,,Z,,分段均质的即各段l…1分别对应不同的摩擦角…外及内聚力Cc….C,则极限平衡法将式(2)中的c及摩擦系数gt甲用(f表示)取各分段的加权平均参加计算即.,`f一刃无乙/及C一刃二人/及(3),,事实上式(2)及式(3)在滑面内应力分布为均匀时才成立而这种均匀分布在工程实卜际并不存在.因此上述结论及算法只代表十分特殊的情况.当各段内应力分布不均匀,。:
4、,。2,a.,,:,,2,二`T.时设各段内的正应力平均值分别为…剪应力平均值分别为则安全系数应为.F。,`..:l`二`1.=(刃lf+刃C)/(刃)(凌),“”一一国家八五重点科技攻关项目(851605)成果之一:一·一,:一一19本文收稿日期19950928改回日期199602山地研究4卷1,,因此通过考虑滑动面变形的力平衡条件揭示滑动面上正应力及剪应力的分布规律,以便用式(4)较为确切地预测岩石边坡的稳定性.2基本公式,设塌滑体(简称滑块)及底部基坐为刚体滑动面为具有一定刚度及厚度的软弱夹层、断x一,一](+1夕+)层、,2破碎带等结
5、构面建立如图所示的整体坐·,`二,),;标系统Xoy及局部坐标系统UoV设滑动面上乡了厂.,`各段刚度系数分别为从(切向刚度系数)从(法V,向刚度系数)相对于坐标原点的刚体平动位移u。v。,量分别为及转动分量为o0(顺时针方向为。Mr、,,正o(勺豹))滑动面方程为图2滑动面分段“·z·Y一ty~K乳(5).F地2SldiePlane翻比tlon,,按运动学原理滑动面上任意点x(妇在外法线方向的位移为二。。。`.么v=〔K,(。一梦0)一K(vx氏)〕/(`2、e,zl++1)J`了`、Zǎhé门了、、2、j幽了Av,u。v。:Z=〔一K(一
6、夕o0)十(+o0)〕/(K+1)么。二=〔(u。一犷o0)+v。xZK(+o)〕/(K+1).:1,。。夕0。Z。。xZ么=〔K(一)+K(+氏)〕/(K+1)二,,。,设滑块受外力为F尸及M(绕0点转动力矩)按力的平衡条件有.、.,wewe
7、e砂二一,趾:。`(八k+么k)dl=凡MFxJ习I`v,k二八牡,.`l(么+k)汪一(8)l`么:,,x八v:`(一犷)从己l=l摇式(8)可简写为`,`,uF·k“乃{}{}“22“23”尸·’(一9){万}万犷k3:k33)Lo)L。)M.,,式中从为刚度元素由式(8)展开即可求得它们的表达式
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