岩体力学在边坡工程中的应用.ppt

边坡中的应力分分析现有方法：应力测量法；室内光弹性和模拟实验法；数值计法；近似计算法12第八章岩体力学在边坡工程中的应用二、岩坡破坏形式与分类从力学特性来看分为五类1、岩石崩塌2、平移滑动3、旋转滑移4、岩块流动5、岩层曲折1、岩石崩塌(图8-6a)原因：裂隙水压力、冻胀力致由于外界条件干扰（开挖、风化、震动）滑移体沿弱面滑移旋转滑动(图8-6c)由于外界条件干扰，在均质页岩或泥岩中产生新的圆弧破裂面，岩体沿此圆弧面产生滑移。岩块流动(图8-6d)高应力作用下，生产脆性破裂（破坏）面。不规则。岩层曲折(图8-6e)在自重与裂隙水压力共同作用下岩层面发生2、平移滑动(图8-6b)岩石崩塌平移滑动旋转滑移岩块流动岩层曲折三、岩石崩塌的力学稳定分析图(8-7)岩块的翻转发生于剪切破坏不可能的地方，这时，岩块受到侧向的推力(如静水压力或冻胀力等)，而引起翻转破坏，又称倾倒破坏。楔体翻转的临界中心角：d1和d2分别为水平节理间距和垂直节理间距。当为稳定状态当为不稳定状态一般认为，当岩坡的坡度大于600时该类岩坡就可然处于不稳定状态抗翻转力弱，容易翻转抗翻转力强，不容易翻转四、平移滑动的力学稳定性分析图8-8平面剪切破坏滑动体滑动面W要点：单一连续滑动面滑动体的体积：01010203040506滑移面AB上总粘结力：总摩擦力：稳定系数：边坡临界高度将K=1和W的值代入(3)得致滑力：0203040506注：在实际观测中，顺层滑动体不是ABD楔体，而是AECD楔体。EBC楔体仍保留在原处不动。这说明靠近滑体的后部产生张应力，使滑体后缘产生了许多张裂缝CE。01CBE稳定块体K1，DCEA滑动体02张裂缝CE的理论深度：03①基本假设1.滑动面和张性断裂面与边坡面走向平行。2.张性断裂是竖直向的，并注满水,水深为Zw。3.水沿张性断裂的底部进入滑面，并沿滑面渗透?4.各个力都通过滑动面的形心起作用5.滑面的抗剪强度由粘结力和内摩擦角确定，符合库仑方程6.计算厚度为单位厚度，岩片两侧有释放面2、张性断裂边坡单面滑动WU-水压力在滑动面上产生的浮力张性断裂面上的水压力式中：01.（8-9）01.②稳定性系数滑体沿两个平面剪切刚性滑移体abc1主滑面2辅助面3总外力401总合外力R分解为X、Y方向；并与两个滑移面上的正压力N和剪切力S构成平衡条件。其中：稳定系数020304K1岩坡处于不稳定状态1岩坡处于稳定状态K=1岩坡处于极限状态0506极限平衡分析：上极限平衡分析得到两个方程，其中含有3个未知数、无法求解，再找一个方程。01在极限状态下，ab面脱离母体，则N1=0。由前方程求得：02由此得：03式中：04(8-20)05两组及两组以上的结构面切割成一个的楔形滑体。如图四面体ABCD沿F1、F2两面滑位注1：由式(8-20)求得的K值为上限值。注2：如果计算K值为负，则表示不可能失稳。注3：此分析适合于主滑面较长、辅助面较短的情况。如果辅助面较平坦、较长、则计算K值偏大。（三）、楔体稳定的力学分析其中：N1、N2分别为作用于F1、F2上的法向压力。由正弦定律得：01N102N203双面滑移体稳定系数1四面滑位体体的自重：3两滑移面的法线与F1滑面法线的夹角2主、辅滑动面的面积：4两滑移面的法线与F2滑面法线的夹角