反傾巖質(zhì)邊坡破壞機(jī)理模型試驗(yàn)研究

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1、反傾巖質(zhì)邊坡破壞機(jī)理模型試驗(yàn)研究第24卷第l9期2005年lO月巖石力學(xué)與工程ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering,,01.24N0.190ct.,2005反傾巖質(zhì)邊坡破壞機(jī)理模型試驗(yàn)研究左保成,陳從新,劉小巍,沈強(qiáng)(中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所,湖北武漢430071)摘要t通過(guò)室內(nèi)物理力學(xué)模型試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于反傾邊坡,其主要的變形破壞形式為傾倒變形折斷破壞,破壞首先發(fā)生在坡頂;通過(guò)試驗(yàn)研究反傾巖層的層面剪切強(qiáng)度(c,值),巖層厚度及巖層傾角對(duì)反傾

2、邊坡變形的影響發(fā)現(xiàn),反傾巖層的層面強(qiáng)度(c,值)和巖層厚度是影響邊坡穩(wěn)定性的重要因素,而巖層傾角對(duì)反傾邊坡的變形影響不大.對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,顯示此類邊坡的變形破壞過(guò)程具有明顯的"疊合懸臂粱"的特征,并得出反傾巖質(zhì)邊坡的抗傾覆能力隨著反傾巖層的層面強(qiáng)度(c,值),巖層厚度及巖層傾角的增大而增大的結(jié)論,與工程實(shí)際比較吻合.關(guān)鍵詞.巖土力學(xué);反傾邊坡;模型試驗(yàn);疊合懸臂梁;時(shí)間一位移曲線;相似理論中圈分類號(hào):Tu457文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1000—6915(2005)19—3505—07MoDELI

3、NGEXPERIMENTSTUDYoNFAILUREMECHANISMoFCoUNTER.TI1RoCKSLoPEZUOBao—cheng,CHENCong—xin,LIUXiao—wei,SHENQiang(InstituteofRockandSoilMechanics,ChineseAcademyofSciences,Wuhan430071,China1Abstract:BasedontheexampleofacertainslopeinGuangdongsegmentofBe~inhuhaiE

4、xpressway,severalgroupsofph)rsicalmodeltestsareperformed:andthefactorsaffectingthestabilityofslopeareanalyzed.Thetestingresultsshowthatthemainfailuremodeofcounter-tiltslopesisatopplingone,whichappearsfirstonthetopoftheslope.Thestabilityofcounter-tiltsl

5、opesdoesnotrestonterraneobliquitybutonstrengthandthicknessofterraneinterface.Itisalsoindicatedthatthefailurecharacteristicofthiskindofslopeissimilartothatofsuperpositioncantilever;andtheanti—topplingcapabilityofcounter-tiltslopeincreaseswiththeincrease

6、softheparameterssuchastheparametersofinterface(C,,thickness,andobliquityofterrane.Keywords:rockandsoilmechanics;counter-tiltslope;modelexperiment;superpositioncantilever;curveoftime—displacement:similaritytheory1引言近年來(lái),國(guó)內(nèi)外通過(guò)工程實(shí)踐,數(shù)值分析和室內(nèi)物理模型試驗(yàn)等方法對(duì)反傾巖石邊坡破

7、壞模式,巖移機(jī)理等進(jìn)行了研究并取得了一些成果,但這些成果具有很大的局限性.在工程領(lǐng)域當(dāng)中,邊坡設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)一般是基于各向同性介質(zhì)理論,采用極限應(yīng)力法確定近似圓弧滑面,以此作為邊坡穩(wěn)定性計(jì)算和設(shè)計(jì)參數(shù)選擇的依據(jù);但對(duì)于反傾邊坡,主要的危險(xiǎn)不是在坡腳而是在坡頂,用極限平衡法來(lái)研究這類邊坡的穩(wěn)定性是不合適的….在數(shù)值計(jì)算方面,人們通過(guò)有限元法,離散單元法等數(shù)值計(jì)算方法,對(duì)反傾邊坡的變形破壞機(jī)理進(jìn)行了研究,同時(shí)還研究了結(jié)構(gòu)面間距及力學(xué)參數(shù)對(duì)變形的影響.但是由于邊坡穩(wěn)定受多方面因素影響,而各收藕日期z20

8、05—06一Ol;修回日期l2005—07—28作者籬介z左保成(1978一),男,碩士,2004年于中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所獲碩士學(xué)位,主要從事巖土工程設(shè)計(jì)與施工方面的研究工作.E-m~lzuobaocheng@gedi.com.ell.巖石力學(xué)與工程2005在因素具有不確定性(模糊性,隨機(jī)性,信息不完全性和未確定性)和復(fù)雜性,故無(wú)論是傳統(tǒng)的確定性分析方法還是不確定性分析方法,其用于邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性與實(shí)際情況仍有差距L2J.在模型試驗(yàn)方面,由于模型試驗(yàn)耗時(shí)