顺层岩质边坡软弱结构面原位剪切试验及其稳定性分析研究

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顺层岩质边坡是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。顺层岩质边坡结构面的存在及特征对于边坡的变形、破坏方式具有决定性的控制作用。本文在原位软弱结构面剪切试验的基础上,采用力学分析和数值模拟相结合的手段对顺层岩质边坡的变形破坏机制和稳定性进行研究。首先,选取有地质代表性的试验点进行原位软弱结构面剪切试验,并结合室内模拟试验和经验估值,进行综合对比研究,以获取合理可靠的软弱结构面抗剪强度参数。其次,本文在现有研究成果的基础上,针对顺层岩质边坡的两种典型的破坏模式——滑动破坏和弯曲破坏,考虑静水压力和地震荷载的作用,从力学分析的角度对其进行稳定性分析。最后,根据具体工程实例,利用弹塑性有限元法,结合强度折减理论,采用ANSYS 软件对顺层岩质路堑边坡的开挖变形进行数值模拟。分析了该边坡在自重作用下的变形破坏机制及演变过程。分析中考虑了屈服准则及流动法则的影响,并计算了采用各屈服准则所得结果之间的转换系数。同时,分析了软弱结构面的粘聚力、摩擦角和岩层倾角对该类边坡的稳定性的影响。本文的研究工作,有助于增进对该类边坡失稳破坏机理及其演变规律的认识,为该类边坡的设计和治理提供有针对性的依据,使治理设计更安全、可靠和经济。
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