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1、第３１卷第９期長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)Ｖｏｌ．３１Ｎｏ．９２０１４年９月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＳｅｐ．２０１４ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－５４８５．２０１４．０９．００９２０１４，３１（０９）：４７－５３水力作用下緩傾順層巖質(zhì)邊坡滑移破壞機(jī)制分析１２３４譚龍金，張海娜，盛韓微，夏開宗（１．貴州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，貴陽(yáng)５５０００３；２．武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，武漢４３００７０；３．北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院
2、，北京１００１２４；４．中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖土力學(xué)與工程國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室，武漢４３００７１）摘要：順層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性主要取決于滑動(dòng)面的物理力學(xué)性質(zhì)和地下水對(duì)邊坡巖體的水壓力。通過對(duì)緩傾順層巖質(zhì)邊坡中的地下水力作用進(jìn)行分析，在建立出流縫未被堵塞和出流縫被堵塞２種情況下的邊坡水力學(xué)分析模型的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出了邊坡穩(wěn)定系數(shù)和張裂隙臨界充水高度的表達(dá)式，從而建立了邊坡滑移破壞判據(jù)，認(rèn)為當(dāng)張裂隙充水高度或臨界降雨強(qiáng)度達(dá)到臨界值后，邊坡在水力作用下將發(fā)生滑移破壞。選取實(shí)際邊坡進(jìn)行計(jì)算和分析，驗(yàn)證了公
3、式的合理性，結(jié)果表明順層邊坡滑移破壞的實(shí)現(xiàn)取決于外界水力作用的觸發(fā)，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)的降低主要與張裂縫中的靜水壓力和滑動(dòng)面上的靜水壓力有關(guān)，而動(dòng)水壓力的影響很小。其成果對(duì)設(shè)計(jì)和施工有重要的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：邊坡工程；巖質(zhì)邊坡；緩傾順層；水力作用；穩(wěn)定性中圖分類號(hào)：Ｐ６４２文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ文章編號(hào)：１００１－５４８５（２０１４）０９－００４７－０７邊坡變形破壞不僅取決于軟弱層面的力學(xué)性質(zhì)，而且［６－８］受邊坡中地下水力作用控制，包括邊坡后緣張裂１研究背景隙和潛在滑動(dòng)面中的靜水壓力以及潛在滑動(dòng)面上的巖質(zhì)
4、邊坡穩(wěn)定性問題在交通、水電及礦山等工動(dòng)水壓力作用。所以，緩傾順層巖質(zhì)邊坡滑移破壞的程領(lǐng)域普遍存在，是制約工程建設(shè)進(jìn)程與成敗的重實(shí)現(xiàn)取決于外界水力作用的觸發(fā)。［１］要因素之一。近年來，隨著“西電東送”、南水北本文通過對(duì)緩傾順層巖質(zhì)邊坡中的地下水力作調(diào)工程、高速和高等級(jí)公路網(wǎng)等一系列舉世矚目的用進(jìn)行分析，在建立了出流縫未被堵塞和出流縫被重大工程的建設(shè)。巖質(zhì)邊坡災(zāi)變問題正日益成為人堵塞２種情況下的邊坡水力學(xué)分析模型的基礎(chǔ)上，們重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象，其失穩(wěn)機(jī)制研究已成為一個(gè)急推導(dǎo)出了邊坡穩(wěn)定系數(shù)和張裂隙臨界充
5、水高度的表［２］需解決的重大科研與工程課題。達(dá)式，建立了順層邊坡滑移破壞判據(jù)，認(rèn)為當(dāng)張裂隙緩傾順層巖質(zhì)邊坡作為巖質(zhì)邊坡的一種類型，自充水高度或臨界降雨強(qiáng)度達(dá)到臨界值后，邊坡在水然界中是相當(dāng)多的，天然狀態(tài)下，此種邊坡由于巖層力作用下發(fā)生滑移破壞，并選取實(shí)際邊坡進(jìn)行計(jì)算傾角小于層面內(nèi)摩擦角且具有后緣張裂隙，邊坡在坡和分析，以驗(yàn)證公式的合理性。腳開挖或河流切割后仍能保持穩(wěn)定狀態(tài)，但在降雨條件下往往引起邊坡的滑移破壞，具有突發(fā)性和隱蔽２邊坡的力學(xué)模型性，常常因沒引起人們的注意而造成大規(guī)模的地質(zhì)災(zāi)害。目前
6、，一些學(xué)者對(duì)此種邊坡的滑移破壞機(jī)制進(jìn)行２．１水對(duì)邊坡的靜水壓力作用［３］［４］［５］了研究：劉軍、楊治林、龍輝等應(yīng)用彈性理論在靜水壓力是指液體對(duì)其接觸面上所作用的壓建立此種類型邊坡的尖點(diǎn)突變模型的基礎(chǔ)上，認(rèn)為地力。強(qiáng)降雨時(shí)，地下水在邊坡后緣張裂隙和潛在滑下水主要通過物理化學(xué)作用軟化了軟弱巖層面帶巖動(dòng)面形成的滲流通道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)滑體將產(chǎn)生２個(gè)體，使軟弱巖層面帶巖體剛度比降低，特別是彈性段方面的靜水壓力作用：張裂隙靜水壓力、潛在滑動(dòng)面巖體，從而使邊坡突發(fā)失穩(wěn)，但分析過程中沒有考慮靜水壓力。水力作用對(duì)
7、邊坡穩(wěn)定性的影響。事實(shí)上，此種類型的然而，這２種靜水壓力的大小均取決于滑動(dòng)面收稿日期：２０１３－０７－０８；修回日期：２０１３－０８－１２作者簡(jiǎn)介：：譚龍金（１９７９－），男，貴州盤縣人，講師，碩士研究生，主要從事水利工程、巖土工程等方面教學(xué)與研究工作，（電話）１３８０９４８０３３６（電子信箱）ｔｌｊ５５５３＠１６３．ｃｏｍ。通訊作者：張海娜（１９９２－），女，河北邢臺(tái)人，本科生，主要從事邊坡穩(wěn)定性、礦山沉降方面的研究工作，（電話）１８２７１８２５１８０（電子信箱）ｘｉａｋａｉｚｈｏｎｇ１９８
8、８＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。４８長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)２０１４年上的水壓分布假設(shè)，由于水在邊坡中的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是未知的，如土壤、雜草或其它原因等可能使得邊坡的出流縫被堵塞，而改變滑動(dòng)面的水壓分布假設(shè)。鑒于此，為了研究地下水力作用對(duì)緩傾順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的影響，建立了出流縫未被堵塞和出流縫被堵塞２種情況下的邊坡水力分析模型。對(duì)于出流圖３靜水壓力分布的新假設(shè)縫被堵塞的情況，考慮靜水壓力的邊坡水力模型是Ｆｉｇ．３Ｎｅｗａｓｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ比較明確的，如圖１所示。ｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｓｔｒｉ
