巖體力學(xué)在邊坡工程中的應(yīng)用

第八章巖體力學(xué)在邊坡工程中的應(yīng)用一、邊坡中的應(yīng)力分分析現(xiàn)有方法：（1）應(yīng)力測量法；（2）室內(nèi)光彈性和模擬實(shí)驗(yàn)法；（3）數(shù)值計(jì)法；（4）近似計(jì)算法從力學(xué)特性來看分為五類1、巖石崩塌2、平移滑動(dòng)3、旋轉(zhuǎn)滑移4、巖塊流動(dòng)5、巖層曲折二、巖坡破壞形式與分類1、巖石崩塌(圖8-6a)原因：裂隙水壓力、凍脹力致由于外界條件干擾（開挖、風(fēng)化、震動(dòng)）滑移體沿弱面滑移3、旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)(圖8-6c)由于外界條件干擾，在均質(zhì)頁巖或泥巖中產(chǎn)生新的圓弧破裂面，巖體沿此圓弧面產(chǎn)生滑移。4、巖塊流動(dòng)(圖8-6d)高應(yīng)力作用下，生產(chǎn)脆性破裂（破壞）面。不規(guī)則。5、巖層曲折(圖8-6e)在自重與裂隙水壓力共同作用下巖層面發(fā)生2、平移滑動(dòng)(圖8-6b)巖石崩塌平移滑動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑移巖塊流動(dòng)巖層曲折三、巖石崩塌的力學(xué)穩(wěn)定分析圖(8-7)巖塊的翻轉(zhuǎn)發(fā)生于剪切破壞不可能的地方，這時(shí)，巖塊受到側(cè)向的推力(如靜水壓力或凍脹力等)，而引起翻轉(zhuǎn)破壞，又稱傾倒破壞。楔體翻轉(zhuǎn)的臨界中心角：d1和d2分別為水平節(jié)理間距和垂直節(jié)理間距。當(dāng)為穩(wěn)定狀態(tài)當(dāng)為不穩(wěn)定狀態(tài)一般認(rèn)為，當(dāng)巖坡的坡度大于600時(shí)該類巖坡就可然處于不穩(wěn)定狀態(tài)抗翻轉(zhuǎn)力強(qiáng)，不容易翻轉(zhuǎn)抗翻轉(zhuǎn)力弱，容易翻轉(zhuǎn)圖8-8平面剪切破壞滑動(dòng)體滑動(dòng)面W四、平移滑動(dòng)的力學(xué)穩(wěn)定性分析要點(diǎn)：1、單一連續(xù)滑動(dòng)面（1）滑動(dòng)體的體積：（2）滑移面AB上總粘結(jié)力：總摩擦力：（3）穩(wěn)定系數(shù)：（4）邊坡臨界高度將K=1和W的值代入(3)得致滑力：（5）注：在實(shí)際觀測中，順層滑動(dòng)體不是ABD楔體，而是AECD楔體。EBC楔體仍保留在原處不動(dòng)。這說明靠近滑體的后部產(chǎn)生張應(yīng)力，使滑體后緣產(chǎn)生了許多張裂縫CE。CBE穩(wěn)定塊體K>1，DCEA滑動(dòng)體張裂縫CE的理論深度：①基本假設(shè)1.滑動(dòng)面和張性斷裂面與邊坡面走向平行。2.張性斷裂是豎直向的，并注滿水,水深為Zw。3.水沿張性斷裂的底部進(jìn)入滑面，并沿滑面滲透

4.各個(gè)力都通過滑動(dòng)面的形心起作用5.滑面的抗剪強(qiáng)度由粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角確定，符合庫侖方程6.計(jì)算厚度為單位厚度，巖片兩側(cè)有釋放面2、張性斷裂邊坡單面滑動(dòng)WU-水壓抬力在蛙滑動(dòng)禽面上誰產(chǎn)生戲的浮告力V-張性鑰斷裂蝦面上膛的水仗壓力②穩(wěn)觸定性凈系數(shù)式中滅：（8握-9特）3、嚴(yán)滑體斯沿兩陷個(gè)平或面剪犁切剛性閑滑移葛體ab升c主滑擴(kuò)面輔助宗面總外河力極限縱平衡雕分析泊：總合些外力R分解會(huì)為X、淹Y方向蹦；并臂與兩正個(gè)滑廟移面大上的魚正壓憑力N和剪殲切力S構(gòu)成杯平衡平條件激。其中棍：K-穩(wěn)定猛系數(shù)K<洗1巖坡聽處于會(huì)不穩(wěn)勾定狀斬態(tài)K>誦1巖坡工處于他穩(wěn)定理狀態(tài)K=猴1巖坡持處于府極限彈狀態(tài)以上灣極限盞平衡貝分析沿得到兩個(gè)愈方程冤，其浩中含燦有3偷個(gè)未向知數(shù)年、無冰法求滿解，萍再找勺一個(gè)脹方程團(tuán)。在極難限狀筆態(tài)下匙，ab面脫歇離母環(huán)體，則N1=0。由前語方程煮求得釣：由此而得：式中俱：(8領(lǐng)-2蹈0)注1：由隸式(繡8-前20擔(dān))求旗得的K值為苦上限奮值。注2：如葬果計(jì)滅算K值為憐負(fù)，誰則表伴示不伯可能岸失穩(wěn)摩。注3：此分澡析適喘合于源主滑獲面較翅長、掩輔助艦面較保短的這情況愁。如慶果輔探助面落較平樸坦、概較長路、則彼計(jì)算K值偏鄙大。（三絡(luò)）、慈楔體閃穩(wěn)定弄的力必學(xué)分圣析兩組倚及兩借組以蜘上的云結(jié)構(gòu)舊面切籍割成齒一個(gè)胡的楔篇形滑少體。隸如圖椒四面熟體AB鼠CD沿F1、F2兩面想滑位雙面盆滑移賀體穩(wěn)逮定系示數(shù)其中秒：N1、N2分別子為稠作究用于F1血、F堅(jiān)2上的足法向睡壓力紫。由去正弦束定律類得：N1N2四面暗滑位靠體體費(fèi)的自隊(duì)重：主、自輔滑顛動(dòng)面鋒的面肌積：-旁兩滑求移面京的法鵲線與F1滑面富法線澡的夾慘角-照兩滑鹽移面徹的法扔線與F2滑面運(yùn)法線桌的夾耽角五、務(wù)轉(zhuǎn)動(dòng)基滑動(dòng)制的力軍學(xué)穩(wěn)磨定分售析此類一般夏在土屢坡中閘遇見絨，但貍在風(fēng)悠化巖齡、頁壇巖或魚節(jié)理城切割池破接碎的盈巖坡筐中也廟有發(fā)伴生。1、雄滑面絞：弧滾形面朋、圓衰弧狀椅面或聲對數(shù)家螺成遠(yuǎn)面2、排假設(shè)始：①破淡壞面肝是圓丈柱面②作紫為平晴面問矩題來分分析③巖罷層抗利剪力士符合弱庫侖警理論幫④榴破壞程面上驗(yàn)每點(diǎn)屬發(fā)揮舉最大餐抗剪顧力⑤巖授石分悶條上府鉛垂踐側(cè)水鳴平力捉不計(jì)⑥邊泳坡簡晴化為準(zhǔn)如圖零8-水12策應(yīng)力組狀態(tài)3、K值計(jì)增算Ni，Ti--隙-巖條巡壽單元駱滑動(dòng)造面上象的正大應(yīng)力須和剪墾應(yīng)力4、攝存在重裂隙屬水壓徹力時(shí)計(jì)算K值公腥式中粗的Ni，Ti變成其中遵：艱--兩巖條炊單元朽重量浙引起蜘的剪張應(yīng)力摧和譜滲透妻力之跟和。--柴巖條愿單元雅滑動(dòng)農(nóng)面長數(shù)度和蟲靜水娘壓力哀。--脾滑移室面的孩總弧竭長六、蛙巖塊遲流動(dòng)蔑的力黎學(xué)分言析高應(yīng)地力下荷的脆具性破朝壞，某通過鋪應(yīng)力房誠分析放和強(qiáng)闖度條柳件判些定期幻玉穩(wěn)定叛狀態(tài)祝。發(fā)生疫脆性點(diǎn)破壞偉的條藍(lán)件：七、嗽邊坡怨巖層爭曲折到分析要點(diǎn)當(dāng)邊臨坡坡滅面有乏順向勵(lì)的巖立層分礙布，箱而且對巖層增厚度汁不大蠟時(shí)，冬如果剃沿著胳巖層脅有垂熊直節(jié)緒理切憶割，秤也就擱是使宇巖層鑰成為日長細(xì)躬柱體粗結(jié)構(gòu)斯沿著領(lǐng)坡面貿(mào)分布渣，在匙沿坡悅面傾寒向的許重力鋒分量季作用菊下，碗導(dǎo)致砍巖層哭彎曲烈破壞遼。圖8墊-1毅4況邊坡故曲折宵的力太學(xué)分樹析用壓魔桿失框穩(wěn)判篇斷的閃歐拉謹(jǐn)公式齡，可僅近似膠確定蘋巖層爭曲折班的荷虧載：如果湖將巖威層簡喉化為蒸在坡積頂處掙為鉸剖接，難在坡長趾處闊為固旬接的夾力學(xué)售模型伶(圖愚8-己14焦.b