层状岩质边坡的稳定性分析
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摘要
层状岩质边坡是指主要发育一组优势结构面的边坡类型。根据结构面与坡面的相互关系，层状岩质边坡可分为水平坡、顺向坡、反向坡等基本类型。其中顺向层状岩质边坡发生滑坡较为普遍，是工程上最为关注的岩质边坡类型。虽然对这类边坡开展了大量的研究工作，但由于问题的复杂性，许多基本问题仍未得到很好的解决。稳定性分析中往往忽略一些较为重要的因素，并在假定破坏状态的基础上进行研究，从而使分析结果与实际情况间存在一定的差异。
本文主要对顺向层状岩质边坡的变形破坏机理与稳定性进行研究。文中首先对结构面的力学模型进行了一定的探讨，提出了粗糙结构面尤其是加锚结构面的本构关系；然后采用极限平衡法，研究了顺向层状岩质边坡的顺层滑动失稳，提出了其稳定性计算公式；最后，结合能量定律和弹性板梁稳定理论，探讨了工程中常见的顺向层状岩体边坡溃屈失稳时的破坏机理、变形规律和稳定性定量评价方法，建立了相应的力学模型，求出了其相应的解析解，并提出了临界坡长与最大弯曲位置的确定方法。并以两个实际工程实例验证了本文方法的精确性及可行性；与此同时，本文对各影响因素如结构面的力学特性、岩体的力学特性及坡体的一些物理几何特征对该类边坡稳定性的影响作了分析。
通过本项研究工作，初步建立了一套评价顺倾向层状岩质边坡稳定性的理论体系，有助于增进对该类边坡失稳机理的认识，提高其稳定性计算分析方法的可行性与可靠度，对该类边坡的治理奠定了一定的理论基础。
Stratified rock slope mainly develops a group of alternative stratified joint. According to the angle's relation of joint and slope,it can be divided into three parts:horizontal,reversal incline and bedding slope. Among these,the bedding slope is most likely to slide,although a large number of researches have been made,but its theory needs to be further developed for the question's complexity. Some important factors are always neglected in analysis. And some researches are based on a scheduled failure mode,this will improve the ability of resist failure in a certain extent. So there are some difference between the calculate result and the fact.
Therefore,this paper makes a research of the stability of bedding stratified rock slope. At first,the mechanical model of joint is discussed,and the constitutive relation of the rough joint,especially the bolt-supported joint,is given. Then bedding slide of bedding stratified rock slope is studied adopting limit equilibrium method,and a formula of stability is brought forward. At last,the bedding stratified rock slope's buckling deformation and failure mechanism and its evaluating method of stability is investigated,a corresponding mechanics model is established,then detail research to this failure mode is made in theory combining the energy law and elastic stability theory of plate and beam,and an analytical solution of the yielding curve is educed from this model. Two concepts of critical length of slope and maximum buckling place is defined here to evaluate its stability. Applications of two practical projects demonstrate this method's accuracy and feasibility. At the same time,all the factors which maybe
infect the slope's stability,such as the mechanical performance of joint and rock,physical and geometrical character of slope,are considered.
A theory of evaluating the stability of bedding stratified rock slope is preliminary established by this research,which will make a contribution to further understand of its failure mechanism,improve feasibility and reliability of its analysis method,provide the fundamental theory on this slope's prevention and cure.
本文主要对顺向层状岩质边坡的变形破坏机理与稳定性进行研究。文中首先对结构面的力学模型进行了一定的探讨，提出了粗糙结构面尤其是加锚结构面的本构关系；然后采用极限平衡法，研究了顺向层状岩质边坡的顺层滑动失稳，提出了其稳定性计算公式；最后，结合能量定律和弹性板梁稳定理论，探讨了工程中常见的顺向层状岩体边坡溃屈失稳时的破坏机理、变形规律和稳定性定量评价方法，建立了相应的力学模型，求出了其相应的解析解，并提出了临界坡长与最大弯曲位置的确定方法。并以两个实际工程实例验证了本文方法的精确性及可行性；与此同时，本文对各影响因素如结构面的力学特性、岩体的力学特性及坡体的一些物理几何特征对该类边坡稳定性的影响作了分析。
通过本项研究工作，初步建立了一套评价顺倾向层状岩质边坡稳定性的理论体系，有助于增进对该类边坡失稳机理的认识，提高其稳定性计算分析方法的可行性与可靠度，对该类边坡的治理奠定了一定的理论基础。
Stratified rock slope mainly develops a group of alternative stratified joint. According to the angle's relation of joint and slope,it can be divided into three parts:horizontal,reversal incline and bedding slope. Among these,the bedding slope is most likely to slide,although a large number of researches have been made,but its theory needs to be further developed for the question's complexity. Some important factors are always neglected in analysis. And some researches are based on a scheduled failure mode,this will improve the ability of resist failure in a certain extent. So there are some difference between the calculate result and the fact.
Therefore,this paper makes a research of the stability of bedding stratified rock slope. At first,the mechanical model of joint is discussed,and the constitutive relation of the rough joint,especially the bolt-supported joint,is given. Then bedding slide of bedding stratified rock slope is studied adopting limit equilibrium method,and a formula of stability is brought forward. At last,the bedding stratified rock slope's buckling deformation and failure mechanism and its evaluating method of stability is investigated,a corresponding mechanics model is established,then detail research to this failure mode is made in theory combining the energy law and elastic stability theory of plate and beam,and an analytical solution of the yielding curve is educed from this model. Two concepts of critical length of slope and maximum buckling place is defined here to evaluate its stability. Applications of two practical projects demonstrate this method's accuracy and feasibility. At the same time,all the factors which maybe
infect the slope's stability,such as the mechanical performance of joint and rock,physical and geometrical character of slope,are considered.
A theory of evaluating the stability of bedding stratified rock slope is preliminary established by this research,which will make a contribution to further understand of its failure mechanism,improve feasibility and reliability of its analysis method,provide the fundamental theory on this slope's prevention and cure.
引文
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