岩体力学在边坡工程中的应用

第八章岩体力学在边坡工程中的应用一、边坡中的应力分分析现有方法：（1）应力测量法；（2）室内光弹性和模拟实验法；（3）数值计法；（4）近似计算法从力学特性来看分为五类1、岩石崩塌2、平移滑动3、旋转滑移4、岩块流动5、岩层曲折二、岩坡破坏形式与分类1、岩石崩塌(图8-6a)原因：裂隙水压力、冻胀力致由于外界条件干扰（开挖、风化、震动）滑移体沿弱面滑移3、旋转滑动(图8-6c)由于外界条件干扰，在均质页岩或泥岩中产生新的圆弧破裂面，岩体沿此圆弧面产生滑移。4、岩块流动(图8-6d)高应力作用下，生产脆性破裂（破坏）面。不规则。5、岩层曲折(图8-6e)在自重与裂隙水压力共同作用下岩层面发生2、平移滑动(图8-6b)岩石崩塌平移滑动旋转滑移岩块流动岩层曲折三、岩石崩塌的力学稳定分析图(8-7)岩块的翻转发生于剪切破坏不可能的地方，这时，岩块受到侧向的推力(如静水压力或冻胀力等)，而引起翻转破坏，又称倾倒破坏。楔体翻转的临界中心角：d1和d2分别为水平节理间距和垂直节理间距。当为稳定状态当为不稳定状态一般认为，当岩坡的坡度大于600时该类岩坡就可然处于不稳定状态抗翻转力强，不容易翻转抗翻转力弱，容易翻转图8-8平面剪切破坏滑动体滑动面W四、平移滑动的力学稳定性分析要点：1、单一连续滑动面（1）滑动体的体积：（2）滑移面AB上总粘结力：总摩擦力：（3）稳定系数：（4）边坡临界高度将K=1和W的值代入(3)得致滑力：（5）注：在实际观测中，顺层滑动体不是ABD楔体，而是AECD楔体。EBC楔体仍保留在原处不动。这说明靠近滑体的后部产生张应力，使滑体后缘产生了许多张裂缝CE。CBE稳定块体K>1，DCEA滑动体张裂缝CE的理论深度：①基本假设1.滑动面和张性断裂面与边坡面走向平行。2.张性断裂是竖直向的，并注满水,水深为Zw。3.水沿张性断裂的底部进入滑面，并沿滑面渗透

4.各个力都通过滑动面的形心起作用5.滑面的抗剪强度由粘结力和内摩擦角确定，符合库仑方程6.计算厚度为单位厚度，岩片两侧有释放面2、张性断裂边坡单面滑动WU-水压力在滑动面上产生的浮力V-张性断裂面上的水压力②稳定性系数式中：（8-9）3、滑体沿两个平面剪切

刚性滑移体abc主滑面辅助面总外力极限平衡分析：总合外力R分解为X、Y方向；并与两个滑移面上的正压力N和剪切力S构成平衡条件。其中：K-稳定系数K<1岩坡处于不稳定状态K>1岩坡处于稳定状态K=1岩坡处于极限状态以上石极限乔平衡袍分析按得到两个樱方程岁，其着中含牙有3谜个未背知数语、无尾法求纱解，晶再找河一个寸方程连。在极之限状侨态下万，ab面脱喜离母浓体，则N1=0。由前探方程赛求得旧：由此忧得：式中交：(8润-2耻0)注1：由客式(壁8-迅20榴)求规得的K值为矮上限魔值。注2：如物果计艺算K值为以负，泽则表穗示不魄可能脆失稳课。注3：此分进析适报合于刺主滑兽面较顽长、队辅助艇面较略短的狂情况阅。如约果辅蔑助面开较平革坦、别较长凶、则祖计算K值偏怪大。（三杂）、葡楔体箭稳定紫的力裂学分早析两组帖及两糟组以躺上的谜结构仿面切穷割成乡丰一个螺的楔球形滑是体。累如图仔四面歌体AB神CD沿F1、F2两面冻滑位双面宪滑移梦体稳积定系挎数其中角：N1、N2分别敢为棵作钥用于F1伏、F弃2上的架法向洞压力否。由搬正弦佩定律扛得：N1N2四面摘滑位烛体体买的自思重：主、州辅滑瞎动面贤的面委积：-崇两滑暖移面箩的法国线与F1滑面蜘法线拼的夹访角-妨两滑丛移面备的法楼线与F2滑面弃法线迁的夹疫角五、感转动灯滑动听的力瘦学稳笑定分引析此类一般线在土伙坡中嚼遇见孤，但抢在风刑化岩隔、页果岩或墙节理读切割窑破嘴碎的可岩坡慰中也逮有发炊生。1、思滑面碗：弧妙形面渗、圆桥弧状退面或甩对数果螺成驱面2、码假设店：①破翻坏面肚是圆物柱面②作跑为平言面问卖题来笑分析③岩遣层抗掠剪力牛符合瞒库仑纺理论廊④繁破坏览面上遥每点骑发挥热最大旬抗剪雅力⑤岩五石分讽条上混铅垂卸侧水宣平力具不计⑥边倦坡简最化为阅如图唤8-私12往应力肾状态3、K值计柳算Ni，Ti--必-岩条锻单元党滑动仓面上敞的正融应力机和剪楚应力4、修存在阵裂隙梯水压贺力时计算K值公崇式中亮的Ni，Ti变成其中就：涛--抗岩条屈单元港重量疤引起元的剪鸟应力偿和我渗透君力之副和。--渗岩条尘单元萝滑动测面长卧度和个静水凭压力巧。--唱滑移抄面的阁总弧栗长六、限岩块柱流动织的力伍学分捐析高应骗力下胃的脆侧性破遥坏，谊通过记应力代分析香和强叛度条通件判愉定期仅稳定墨状态探。发生匪脆性绩破坏勿的条峡件：七、愉边坡秋岩层伯曲折似分析要点当边谎坡坡凡面有演顺向寺的岩霉层分院布，沫而且递岩层却厚度誉不大涂时，舅如果盼沿着驼岩层蜜有垂浪直节幼理切泥割，依也就糠是使租岩层萄成为虚长细塔柱体蚁结构医沿着枝坡面电分布慨，在烟沿坡揉面倾盖向的束重力程分量捆作用句下，鼠导致炮岩层言弯曲趋破坏辞。图8犁-1鼠4怠边坡屋曲折骆的力持学分乐析用压躁杆失宴稳判拣断的呼欧拉疮公式叔，可以近似为确定袭岩层恐曲折巴的荷窃载：如果盼将岩冬层简轿化为谁在坡妻顶处胡为铰鲁接，折在坡争趾处森为固致接的蚁力学穷模型斧(图召8-膜14弦.b)亦。则由