对层状岩质状边坡不同层数溃屈失稳破坏的研究.pdf

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1、第14卷第2期2014年1月科学技术与工程Vo1．14No．2Jan．2014l671—1815(2014)02—0224—04ScienceTechnologyandEngineering⑥2014Sci．Tech．Engrg．对层状岩质状边坡不同层数溃屈失稳破坏的研究肖慧侯克鹏杜俊(昆明理工大学国土资源工程学院，昆明650093)摘要溃屈破坏是顺层边坡的失稳主要形式之一。根据顺层边坡的地质背景及力学作用机制，将岩板视为二维受压板，分单层和多层岩体溃屈失稳情况分别进行考虑。考虑地下水和地震作用的影响，建立了相应的力学模

2、型。运用能量法原理进行分析，推导出了临界坡长和溃屈失稳的判断公式。应用该理论对具体工程实例进行分析，分析结果与实际情况较为相符，证明了该理论的正确性。关键词顺层边坡临界坡长溃屈破坏中图法分类号TU471．1；文献标志码AA然界中具有层状构造的沉积岩占陆地总面积用下的简化模型，按弹性受压板的稳定理论，采用能的2／3，许多变质岩也具有层状构造特征，因此，在量法对不同层数岩体结构的溃屈失稳进行分析，推工程建设中，层状岩质边坡将会是遇到最多的一类导出相应的临界坡长计算公式，并结合实际工程实边坡。对于顺层岩质边坡，受各种地质环境的

3、影响，例进行分析论证。坡体会出现上部岩层沿层面滑动而坡底底部由于受1边坡模型的建立及力学分析阻而出现鼓出现象称为滑移弯曲型变形即溃屈。自20世纪80年代以来，许多学者用不同的理论对顺1．1表层滑移模型的建立及力学分析层边坡出现的溃屈失稳问题进行了研究和分析。孙设边坡只在表层发生溃屈失稳，总长度为，岩广忠等¨将岩板视为压杆，用能量法的原理进行分板弯曲段的长度为。，则滑动部分长度为L；岩板析，得到了判断溃屈破坏的临界坡长。刘小丽等为等厚度其值为h。其中ol为岩层的倾角，P为滑应用弹性板理论分析顺层岩质边坡的失稳，开始将动部分

4、对弯曲部分的推力，岩层的问黏聚力为c，内岩板视为二维受压板，在考虑了重力，摩擦力和黏聚摩擦角为。以水平向左为正，竖直向上为正建立力的情况下进行分析。冯君在刘小丽等的基坐标系，对滑动部分取单元体进行受力分析，边坡失础上进行r改进，将顺层岩质边坡当作是弹塑性板稳图和单元体受力图如图1和图2所示。来考虑，但是在二者在受力分析方面均偏于简单，没有将静水压力和地震力等考虑进去。朱晗迓、尚岳全等在受力分析上较更加全面，静水压力、地震力等均考虑在内，且分析了不同层数时边坡的失稳情况，但是把边坡当作杆来处理，且没有得到很具体的临界坡长的

5、计算求解公式。李维光等将顺层边坡视为弹性地基上的悬臂梁，并提出其失稳破坏的力学模型，但他是判断岩板上某点的失稳情况，结果并不能完全代表岩板会整失稳。王玉平J、程圣围、吕美君等也对层状边坡的溃屈失稳进行了图1边坡失稳图研究。本文将岩板视为二维受压板，在考虑岩板自(1)坡体自重：dG=yhdx／cosa。重、层问摩擦力、黏聚力、静水压力和地震力共同作(2)静水压力：如=d／c。s，式中y2013印8月12n收到，8月30日修改为水重度。第一作者简介：肖慧，硕士研究生。研究方向：岩土T程。E-mail824507567@qq．

6、com。(3)地震惯性力：dS=sKsyhdx／cosot，式中JB2期肖慧，等：对层状岩质状边坡不同层数溃屈失稳破坏的研究△=d=E，(”)d／c。s，其中”Md：而Md／：而面，研d／c。。s(横下萸截面回旋疑转角度，P为曲率半径)，E1为所取单位宽度岩板的抗弯刚度。AGyyhcosadx／cosa，△=ydG，=』。ay(．~COSO／d／c。s图2单元体受力图△=△+△=吉c。s+为动力放大系数，为地震系数。』aO)COSOt彬c。s。贝0dN=coscMG—sidS—d(D，(=tanq~dN，为层与层之间的内

7、摩擦角。由功能平衡关系得AW=AU即dr=cdx。()c。s+Ja(。一)×，Lc0sd，LCOS~LeosctP=IsinadG+fcosc~dS—Jcdx—JⅡc0snJacosaJacosarLcosasin(c咖=吉c。s+J(cosadG—sinadS—dto)tan=z0sina+丢^O)COSO~⋯。sKsyhl0COSOL—clo一(yhl0cosot一卢sKsyhl0sina一—1zCOSa)tanq~=(yhsina+／3sKsyhcosa)1o—clo一将=厂c。s；=一厂sinaa_f／,(yhc

8、osa+sKsyhsina)l0tanq~+÷yCOSoLtan~。，代人上式得到：设杆件变形的挠曲线方程为∞=fsin—'I3"—X，f一sin+。当发生溃屈破坏时，最大挠度／趋于无穷大，从为挠度的最大值，即当=a时，=fsin旦×COSO／a而可得出溃屈破坏时的临界荷载P：号=_厂=。=一n(1)n1u对顺层边坡