【摘 要】
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软硬互层型边坡广泛存在于层状反倾岩质边坡中,据统计52%的倾倒变形体具有软硬互层结构,而对于此类边坡的变形破坏机理研究仍然较少且不够深入,对其弯曲倾倒破坏特征认识不足。故本文的主要研究如下:（1）通过离心模型试验建立三组边坡物理模型,探究了软硬互层状反倾岩质边坡与单一硬岩层状反倾岩质边坡倾倒变形破坏模式的差异性,分析了不同软硬岩层厚比中软岩对于边坡整体倾倒变形程度以及边坡极限承载力的影响,结果表明
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（No.41972297）； 国家自然科学基金委员会:国家自然科学基金面上项目,薄层状软硬复合岩体弯曲断裂机理及强度特征试验研究（No.41672300）,2017-01至2020-12；
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软硬互层型边坡广泛存在于层状反倾岩质边坡中,据统计52%的倾倒变形体具有软硬互层结构,而对于此类边坡的变形破坏机理研究仍然较少且不够深入,对其弯曲倾倒破坏特征认识不足。故本文的主要研究如下:（1）通过离心模型试验建立三组边坡物理模型,探究了软硬互层状反倾岩质边坡与单一硬岩层状反倾岩质边坡倾倒变形破坏模式的差异性,分析了不同软硬岩层厚比中软岩对于边坡整体倾倒变形程度以及边坡极限承载力的影响,结果表明:软硬互层状反倾岩质边坡倾倒变形模式与单一硬岩层状反倾岩质边坡倾倒变形模式存在差异。软岩的存在对于边坡的极限承载力与倾倒变形程度也有影响,且软硬岩层厚比不同,影响不同。相比于单一硬岩层状反倾岩质边坡,软硬岩层厚比为1:1的软硬互层状反倾岩质边坡,其极限承载力提高,倾倒变形程度减小;而软硬岩层厚比为2:1的软硬互层状反倾岩质边坡,其极限承载力降低,倾倒变形程度增大。（2）通过UDEC离散元数值模拟进一步更细观地探究了软硬互层反倾岩质边坡倾倒变形破坏的演化过程。分析软硬互层边坡位移云图、提取边坡倾倒变形过程中不同位置处岩层的最大弯折角探究了边坡整体的变形特性;数值模拟过程中在层面与破裂面布置位移监测点探究了边坡不同位置处岩体的破坏力学机制,对单一硬岩边坡与软硬互层边坡依照其破坏模式进行了倾倒变形分区,单一硬岩边坡的破坏模式为拉裂-滑移倾倒型,边坡在倾倒变形过程中可分为稳定区、拉裂倾倒区（主动倾倒区）、压致拉裂-滑移倾倒区（被动倾倒区）、剪切-滑移区;软硬互层边坡的破坏模式为弯曲拉裂-倾倒型,边坡在倾倒变形过程中可分为稳定区、弯曲拉裂-倾倒区（主动倾倒区）、压致拉裂-倾倒区（被动倾倒区）与剪切-滑移区。（3）边坡整体破裂面的形成是岩层内裂隙不断发育扩展的结果。在边坡整体破坏之前,坡体内单个岩层可以看作是一个带裂缝的悬臂梁,并未完全断裂。基于断裂力学理论知识,将反倾边坡整体岩层看作是带裂缝的叠合悬臂梁,运用极限平衡分析方法,且考虑坡体不同位置处岩层上部形状的改变,以及破裂面破坏台阶高度的影响,假定边坡破坏基准面为折线型进行力学分析,提出了边坡稳定性的理论分析方法,同时该方法也适用于边坡破坏基准面为单直线型时的情况,后者为前者的情况简化,并通过离心模型验证了方法的合理性。
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