顺层岩质边坡稳定性分析及其锚固优化设计研究

来源 :中国地质大学 中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:kaffee0929
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顺层岩质边坡是层状边坡的一类,指坡体内的优势结构面与边坡具有相同倾向的层状岩质边坡。顺层岩质边坡破坏方式主要有两种:顺层滑动和溃屈破坏。顺层滑动是前缘坡脚临空并具有明显的、潜在的顺倾向滑动面而发生的整体失稳顺层下滑,这在顺层边坡开挖中经常出现。溃屈破坏是边坡前缘坡脚处受阻而发生的破坏形式,是顺层岩质高边坡的典型破坏模式。顺层岩质边坡的稳定性多由软弱结构面控制,因此研究锚杆对该类边坡稳定性的影响有必要分析锚杆与软弱面共同作用时的力学特性。 本文所做的主要工作有: 1.对顺层岩质边坡破坏机理及其稳定性进行了一定的研究。通过建立力学分析模型,用刚体极限平衡法对顺层滑动破坏进行稳定性分析,初步建立了考虑静水压力和地震荷载的顺层边坡稳定性计算方法。对影响顺层岩质边坡的各种因素如层间滑动面的C、ψ值、滑动体总厚度∑d、滑体内地下水位Hw、地震惯性力α1、坡体开挖角α、自然坡角θ、层面倾角β、裂隙面倾角ζ做了敏感性分析; 2.结合能量定律和梁板理论推导了顺层岩质边坡发生溃屈破坏的临界坡长和溃屈位置;在分析结果的基础上对溃屈破坏的影响因素进行了敏感性分析,得出了一些对实际工程比较有益的结论。 3.由于顺层岩质边坡的稳定性多由软弱结构面控制,因此本文简要分析了锚杆与软弱面共同作用时的力学性质。在前人研究的基础上分析了锚杆的本构关系、加锚结构面的力学特性、锚杆屈服时结构面性质,并得出了单根非预应力锚杆提供最大抗剪强度时的最优锚固角,对实际工程有一定的指导作用。 4.对锚杆的锚杆长度L、锚杆间距D、喷层厚度d三个因素分三个水平进行了正交试验设计。通过对试验结果的分析,得出了对群锚加固边坡的一些有益结论。 通过本项工作,初步建立了顺层岩质边坡稳定性分析的基本方法,对认识该类边坡的失稳机理和加固方法具有一定的指导作用。
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