形成边坡倾倒变形的作用机制及影响因素分析

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材料的参数如表1所示。

4.2 结果分析

根据构成的模型,可以了解,由于在挖洞时,岩体被层面切割之后,出现了十分明显的弯曲变形的状态,从而形成了“点头”的模式。而越靠近坡面,弯曲的变形也越来越大。而分割岩体这一系列层面都出现了相应的错动的现象。而这其实和在野外进行观测,以及在实验室模拟检测之后的结构都相似。通过模拟实验之后,可以看出含结构面的岩体,是要比不含结构面的岩体的最大位移要更大,而不含结构面的岩体,主要是在坡脚处,出现了应力集中,基本上拉应力已经不存在了[4]。而含有机构面的岩体,则是在边坡的上部,就已经出现了较大面积的拉应力区,二者存在较大的差别,而含有结构面的岩体的稳定性会更差一些。

5 反倾边坡倾倒变形的影响因素的分析

当前对于反倾边坡变形的程度产生影响的因素比较多,在归纳之后,可以分成以下几种:第一,初始应力场,这主要是指当前的水平应力;第二,则是边坡的初始坡度,这主要是指开挖之后的深度以及角度;第三,岩体自身的力学参数以及和结构面所形成的力学参数;第四,结构面的几何特性,也就是结构面的间距和倾角;第五,开挖之后,地下水位出现的变化;第六,当前岩体对于历史上应力,以及变形的记忆功能进行进一步的探究,而这些原因,对于倾倒的变形程度又有着较大的影响,但是其影响也会有一定的限制[5]。

而有一些因素其本身就是在一定的限定范围之内,例如,当前岩体之中的水平应力和垂直应力,所产生的比例都应该保持在一定的变化范围之内,而同一类的岩石的力学参数并不会出现较大的差异等。所以不难发现,这些因素并不是边坡倾倒出现变形的最主要因素,而是对于边坡的总体变形产生较大的影响。所以真正对于边坡倾倒出现变形影响的最大因素主要有两个,除了由于结构面的间距会产生影响,也就是我们常说的结构面之间板状岩体的长细比会产生一定的影响,另外一个就是结构面的力学参数,会导致边坡倾倒的变形出现影响。而岩体之中,结构面间距出现较大的差异,这主要是由于结构面自身的特性,断层之间的间距以及裂隙之间的间距有可能会有十分明显的差距,有时甚至会出现几个数量级的差距,而除此之外,不同類型的机构面其力学参数也会出现比较大的差异。

当前为了更好地进行分析,现不考虑法向变形变化的状况,还有四个相关的力学参数可以进行选择参考[6]。而对于不同的切向变形的刚度数值,所计算出的坡顶位移值数据如表2所示。而对于不同的结构面的间距,其计算出的坡顶位移值数据如表3所示。根据数据可以看出,这两项参数对于坡顶位移值有着十分大的影响。

6 结论

对于边坡的倾倒变形来说,反倾结构面会对其具有直接性的控制性作用。而无论是通过位移、拉应力区,还是当前的屈服区分布的特征情况来看,反倾结构面对于岩体稳定性有着很大程度的减弱。而对于反倾边坡来说,最危险的区域并不是在坡脚,而是出现在坡顶,所以对于这一类边坡在进行稳定性研究时,极限平衡法并不适用。所以在边坡的设计时,一项十分重要的问题,便是如何在反倾边坡的坡顶进行加固。

【参考文献】

【1】王霄,陈志坚,徐进鹏,等.似层状岩质边坡倾倒变形破坏过程数值模拟[J].水文地质工程地质,2018,45(1):137-143.

【2】骆波,张发明,单钟锟,等.反倾软硬互层边坡倾倒变形影响因素及破坏机制研究[J].河南科学,2018,36(8):1262-1267.

【3】翟俊莅,巨能攀,赵建军.高密度电法在倾倒变形分级中的应用研究[J].工程地质学报,2017,25(03):873-878.

【4】刘品,龙森,吁燃.惠罗高速公路罗甸互通边坡倾倒变形机理与加固效果分析[J].路基工程,2018(1):220-224.

【5】吴关叶,郑全春,郑惠峰,等.苗尾水电站边坡倾倒变形机理与加固效果分析[J].地下空间与工程学报,2017,13(2):538-544.

【6】金文祥,许腾晖,孙书勤.反倾层状岩体倾倒变形发育深度模型的计算分析[J].水利水电技术,2018,49(5):129-135.

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