顺层岩质边坡溃屈型破坏探讨

doi:10.3969/j.issn.1674-0696.2018.06.10

摘要/Abstract

摘要： 顺层边坡溃屈破坏是一种存在于岩质边坡的特殊破坏模式，首先对这种破坏模式的力学原理进行了探讨，得出了产生此破坏模式的前提条件，即：存在外倾结构面；结构面倾角较陡，大于或等于坡角；坡脚岩体强度较差。结合一典型的岩质边坡开挖工程实例，运用离散元数值分析方法，得到了边坡发生此破坏模式的变形、应力特征以及具体的破坏过程。结果表明：边坡坡脚的剪应力随着边坡开挖的深度增加而增大；当其剪应力未超过坡脚岩体的抗剪强度时，边坡变形主要以开挖的卸荷回弹为主，边坡处于稳定状态；当开挖深度使得坡脚剪应力超过坡脚岩体的抗剪强度时，坡脚岩体首先产生屈服变形，发生较大的位移，从而为坡体中上部岩体提供了沿结构面下滑的空间，边坡发生垮塌。数值分析结果与理论分析得到了很好的验证。

关键词: 岩土工程, 溃屈, 陡倾顺层, 离散元, 顺层岩质边坡

Abstract: Yield failure that occurs in bedding rock slopes is a special failure mode.At first，the mechanical mechanism of this mode of damage was explored，and the preconditions to generate this type mode of damages were obtained.Namely，in addition to the structural plane inclined slope，the steep angle of the structural plane，larger or equal to the inclined angle，and poor strength of rock body at slope foot were also determined to be factors.The slope deformation in this damage mode，stress characteristics，and specific damage processes were obtained by means of the discrete element numerical analysis method.The results show that the shear stress at the foot of the slope increases with increased depth of slope excavation，and when the shear stress did not exceed the shear capacity of rock at slope foot the slope deformation mainly occurred in the form of unloading-rebounding and the slope was in stable state.When the excavation depth caused the shear stress on the slope foot to exceed the shear capacity of the rock at the slope foot，the rock at the slope foot firstly underwent yield deformation and great displacement so as to provide space for the middle and upper rock on the slope to slide down along the surface of the slope，and the slope collapsed occurred.Numerical analysis results and theoretical analysis were well validated.

Key words: geotechnical engineering, yield failure, steep bedding slope, discrete element, bedding rock slope

中图分类号:

张登项，唐川，唐秋元. 顺层岩质边坡溃屈型破坏探讨[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2018, 37(06): 63-68.

ZHANG Dengxiang，TANG Chuan，TANG Qiuyuan. Discussion on Yield Failure of Bedding Rock Slopes[J]. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 2018, 37(06): 63-68.

参考文献

［1］李红卫.陡倾顺层路堑高边坡变形破坏机制分析［J］.岩土工程学报，2011，33(增刊1)：153-158.
LI Hongwei.Deformation and failure mechanism of steeply dipping bedding high slopes［J］. Chinese Journal of Geotechnical
Engineering，2011，33(Sup1)：153-158.
［2］夏开宗，陈从新，鲁祖德，等.考虑水力作用的顺层岩质边坡稳定性图解分析［J］.岩土力学，2011，35 (10)：2985-2993.
XIA Kaizong，CHEN Congxin，LU Zude，et al.Analysis of stability diagram of rock bedded slope under hydraulic pressure［J］
. Rock and Soil Mechanics，2011，35 (10)：2985-2993.
［3］夏开宗，刘秀敏，陈从新，等.考虑突变理论的顺层岩质边坡失稳研究［J］.岩土力学，2015，36 (2)：477-486.
XIA Kaizong，LIU Xiumin，CHEN Congxin，et al.Analysis of mechanism of bedding rock slope instability with catastrophe
theory［J］.Rock and Soil Mechanics，2015，36 (2)：477-486.
［4］胡其志，周辉，肖本林，等.水力作用下顺层岩质边坡稳定性分析［J］.岩土力学，2010，31(11)：3594-3598.
HU Qizhi，ZHOU Hui，XIAO Benlin，et al.Analysis of stability of rock bedded slope under hydraulic pressure［J］.Rock and
Soil Mechanics，2010，31(11)：3594-3598.
［5］邓荣贵，周德培，李安洪，等.顺层岩质边坡不稳定岩层临界长度分析［J］.岩土工程学报，2002，24(2)：178-182.
DENG Ronggui，ZHOU Depei，LI Anhong，et al.On the critical length of unstable rock stratum on bedrock slope［J］.Chinese
Journal of Geotechnical Engineering，2002，24(2)：178-182.
［6］冯君，周德培，李安洪.顺层岩质边坡开挖模型试验及稳定性影响因素分析［J］.工程地质学报，2005，13(3)：294-298.
FENG Jun，ZHOU Depei，LI Anhong.Test and numerical modeling of the stability of rock bedded slope［J］.Journal of
Engineering Geology，2005，13(3)：294-298.
［7］冯君，周德培，李安洪.顺层岩质边坡开挖松弛区试验研究［J］.岩石力学与工程学报，2005，24(5)：840-845.
FENG Jun，ZHOU Depei，LI Anhong.Physical modeling research on redlaxation region of consequent rock slope induced by road
cutting［J］.Chinese Journal of Rock mechanics and Engineering， 2005，24(5)：840-845.
［8］冯君，周德培，江南，等.顺层岩质边坡顺层滑动岩体范围分析［J］.山地学报，2007，25(3)：376-380.
FENG Jun，ZHOU Depei，JIANG Nan，et al.On the extent of bedding Slipping Rockmass of bedding rock slope［J］. Journal of
Mountain Science，2007，25(3)：376-380.
［9］王智德，夏元友，夏国邦，等.顺层岩质边坡稳定性极限分析上限法［J］.岩土力学，2015，36 (2)：576-583.
WANG Dezhi，XIA Yuanyou，XIA Guobang，et al.Upper bound limit analysis method for stability analysis of bedding rock
slopes［J］.Rock and Soil Mechanics，2015，36 (2)：576-583.
［10］李安洪，周德培，冯君.顺层岩质路堑边坡破坏模式及设计对策［J］.岩石力学与工程学报，2009，28(增刊1)：2915-2921.
LI Anhong，ZHOU Depei，FENG Jun.Destruction Modes and Designing Countermeasures of Rock Cutting Slope along Strata
［J］.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2009，28(Sup1)：2915-2921.
［11］李亮辉，余飞，王平，等.顺层岩质路堑边坡稳定性有限元分析［J］.岩石力学与工程学报，2004，23(增刊1)：4473-4477.
LI Lianghui，YU Fei，WANG Ping，et al.Finite element analysis of bedding rock slope stability［J］.Chinese Journal of Rock
Mechanics and Engineering，2004，23(Sup 1)：4473-4477.
［12］肖国峰，冯光乐，陈从新，等.硬岩中倾顺层边坡变形特征和破坏机制分析［J］.岩石力学与工程学报，2007，26(增刊2)：4458-4464.
XIAO Guofeng，FENG Guangle，CHEN Congxin，et al.Deformation feature and failure mechanism of inclined plane slope in hard
rock［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2007，26(Sup 2)：4458-4464.
［13］肖树芳，杨淑碧.岩体力学［M］.北京：地质出版社，1987.
XIAO Shufang，YANG Shubi.Rock Mass Mechanics［M］.Beijing：Geological Publishing House，1987.
［14］中华人民共和国住房和城乡建设部门，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 50330—2013建筑边坡工程技术规范［S］.北京：
中国建筑工业出版社，2014.
Ministry Housing and Urban-Rural Development of the People’s Republic of China (MOHURD)，General Administration of
Quality Supervision，Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China.GB 50330—2013 Technical Cod for
Building Slope Engineering［S］.Beijing：China Architecture & Building Press，2014.
［15］何满潮，黄润秋，王金安，等.工程地质数值法［M］.北京：科学出版社，2006.
HE Manchao，HUANG Runqiu，WANG Jin’an，et al.Engineering Geological Numerical Method［M］.Beijing：Science Press，2006.
［16］张登项，邹聪儒，唐川.和记黄埔地产(重庆南岸)有限公司杨家山项目13号、14地块边坡及挡墙稳定性分析及处理建议报告［R］.重庆：
中煤科工集团重庆设计研究院有限公司，2017.〖DW〗〖JP2〗ZHANG Dengxiang，ZOU Congru，TANG Chuan.The Report on Stability
Analysis and Treatment Advice of Slope and Retaining Structure from Zone 〖STBX〗13 and Zone 14 of Hutchison Whampoa Land
(Chongqing South Bank) Co.，Ltd［R］.〖STBZ〗Chongqing：CCTEG Chongqing Engineering Co., Ltd. ，2017.

[1]	王宗建1,2，李畅1，肖亮2，卢谅2. 加筋黏性土加筋效果的三轴试验研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(07): 99-106.
[2]	叶险峰，韩以江，祝敕捷，程雍. 基于改进变权-TOPISIS的锚固边坡失稳风险评估[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(02): 108-115.
[3]	张霄，尹占超，刘啸，段崇豪，郝彭帅. 综合物探法在运营岩溶隧道病害探查中的应用[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(10): 60-66.
[4]	何叶1,2，赵明阶1，汪魁1，吉跃辉1. 基于电阻率试验的真空饱水-干燥循环砂岩性能分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(09): 127-131.
[5]	任松1，王乐1，谢凯楠1,2，姜德义1，蒋翔1. 基于声发射计数信息熵的页岩拉压破坏临界特征试验研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(08): 101-107.
[6]	包小华1，章宇1，徐长节2，付艳斌1，崔宏志1，谢雄耀3. 双线盾构隧道施工沉降影响因素分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(03): 51-60.
[7]	倪文兵. 基于静力学理论的地下水浮力研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(03): 61-68.
[8]	唐红梅，王平，王林峰. 变化裂隙岩体的压缩破坏RFPA数值模拟[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(02): 103-110.
[9]	周恩全，伊思航，许想，陆建飞. 基于热力学耗散的饱和砂土循环液化特性研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(02): 111-117.
[10]	秦网根1,2,蔡正银1,关云飞1,李小梅1. 典型区域软弱土室内水泥固化三轴CD试验[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(01): 103-108.
[11]	王恒1，蒋先念1，李树建2，贾智丹1. 三峡库区危岩体劣化特征及变形破坏模式研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(12): 92-96.
[12]	张建经1 ，马东华1，曾鹏毅1，孙延军2，何梦2. 新型便携式钻孔剪切仪研发与测试分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(11): 90-97.
[13]	吴锦华1，袁智洪2，周泳峰3. 古滑坡泥灰岩模拟相似材料试验研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(10): 81-86.
[14]	孙元1，田维强1，林德洪1，杨晴雯2，杨峥3. 开挖边坡变形监测及稳定性分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(09): 81-87.
[15]	洪伟，徐超凡，吉锋. 水电站料场开口线外边坡开挖稳定性分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(08): 80-85.