巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定坡角確定方法及影響因素研究.pdf

1、隨著我國高速鐵路、高速公路以及礦山的不斷建設(shè)與發(fā)展，這些工程中的邊坡問題正逐步由低緩邊坡向高陡巖質(zhì)邊坡轉(zhuǎn)變。穩(wěn)定坡角的確定是邊坡設(shè)計中的最為關(guān)鍵的問題，當(dāng)前，主要方法是基于工程經(jīng)驗方法，而從理論的角度出發(fā)，對高陡邊坡的穩(wěn)定坡角及其邊坡穩(wěn)定性研究的成果還未見報道。本文在分析了巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性影響因素以及破壞特征的基礎(chǔ)上，基于塊體極限平衡理論，假定巖質(zhì)邊坡的滑移破壞面為直線或折線，采用極限平衡法推導(dǎo)出了多種條件下高陡巖質(zhì)邊坡的最小安全系數(shù)及其

2、對應(yīng)的穩(wěn)定坡角分析方法，并進一步對不同工況的邊坡穩(wěn)定坡角及邊坡穩(wěn)定影響因素進行了分析。具體的工作可分為以下幾個部分：
　　（1）簡要介紹了邊坡穩(wěn)定分析的發(fā)展歷程，國內(nèi)外研究邊坡的常用方法大致可分為三種方法：定性分析法、定量分析法和半定量分析法。介紹了這三種方法的基本原理，及其優(yōu)缺點等。
　　（2）從宏觀的角度介紹了高陡巖質(zhì)邊坡的影響因素。主要包括地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖石性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)、地下水、初始地應(yīng)力場、振動作用、氣象條件

3、、邊坡開挖形態(tài)、人為活動和坡面植被等。
　?。?）采用塊體的極限平衡理論推導(dǎo)出單階邊坡的安全系數(shù)解析表達式，討論安全系數(shù)各項來分析邊坡的穩(wěn)定性。通過安全系數(shù)解析表達式得出單階巖質(zhì)邊坡在既定安全系數(shù)下的穩(wěn)定坡角，并進一步分析影響邊坡穩(wěn)定坡角的因素規(guī)律。運用 FLAC3D數(shù)值分析軟件對邊坡穩(wěn)定性進行分析，得出解析表達式與數(shù)值軟件分析結(jié)果相近。
　?。?）通過分析二階巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性，推導(dǎo)出二階邊坡的安全系數(shù)解析表達式，進而得出二

4、階巖質(zhì)邊坡在既定安全系數(shù)下的穩(wěn)定坡角。并對比分析軟件得出，二階巖質(zhì)邊坡的安全系數(shù)與穩(wěn)定坡角隨一階邊坡的開挖寬度、開挖高度和開挖坡角的增加而減小。
　　（5）研究巖質(zhì)邊坡在橋墩荷載作用下邊坡的穩(wěn)定性。得出了在此條件下的安全系數(shù)與穩(wěn)定坡角的解析表達式。得出巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定坡角隨著邊坡既定安全系數(shù)、邊坡巖體重度和集中力的增大，邊坡穩(wěn)定坡角線性減小。巖質(zhì)邊坡的安全系數(shù)隨著邊坡坡面橋墩荷載的增加而線性減小，通過理論分析的解析解與數(shù)值分析的結(jié)果