考慮軟化效應(yīng)的軟巖邊坡穩(wěn)定性研究.pdf

1、軟巖是一種特殊的巖石介質(zhì),具有可塑性、流變性、易擾動(dòng)性、膨脹性、崩解性等工程特性,由于軟巖的脆弱性和特殊性,使得其邊坡的穩(wěn)定性難以控制。同時(shí)軟巖多為水敏性巖石,遇水后其物理性質(zhì)會(huì)發(fā)生很大變化,水對(duì)軟巖的軟化效應(yīng)是導(dǎo)致軟巖邊坡變形失穩(wěn)的重要原因。
　　 本文結(jié)合汝郴高速沿線某軟巖邊坡軟化試驗(yàn)成果,采用基于Hoek-Brown準(zhǔn)則的方法研究了軟巖軟化規(guī)律。應(yīng)用有限元軟件Geo-studio(seep)和有限差分軟件FLAC3D分析了

2、降雨條件下邊坡中孔隙水壓力的存在及暫態(tài)飽和區(qū)內(nèi)巖體物理力學(xué)參數(shù)的變化共同作用下,邊坡的破壞模式及穩(wěn)定性在空間和時(shí)間上的演化規(guī)律。并采取了一定的對(duì)照支護(hù)措施,來(lái)為軟巖邊坡失穩(wěn)的預(yù)測(cè)和采取合理的支護(hù)措施提供參考。研究得出的主要結(jié)論如下:
　　 (1)根據(jù)巖體的飽和與非飽和狀態(tài)的差別,提出軟巖在不同含水狀態(tài)下,其軟化規(guī)律存在一定差異,因此需要采用不同的數(shù)學(xué)關(guān)系式進(jìn)行描述。非飽和狀態(tài)主要考慮含水率的變化對(duì)軟巖強(qiáng)度的影響;飽和狀態(tài)主要考慮

3、巖石浸水時(shí)間對(duì)軟巖強(qiáng)度的影響。在一定條件下,特別是非飽和狀態(tài)下巖體的軟化規(guī)律采用三階多項(xiàng)式對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行描述,相比之前大多數(shù)學(xué)者推薦采用的指數(shù)關(guān)系,其擬合結(jié)果精度更高。
　　 (2)隨著降雨持續(xù)時(shí)間的增長(zhǎng),邊坡內(nèi)基質(zhì)吸力降低明顯,在邊坡表層形成較大面積的暫態(tài)飽和區(qū);邊坡在多種因素作用下,表層受降雨影響區(qū)域出現(xiàn)了張拉及剪切塑性區(qū),且塑性區(qū)面積與降雨入滲深度呈線性關(guān)系。與此同時(shí),在降雨過(guò)程及降雨停止后一段時(shí)間內(nèi)邊坡的安全系數(shù)都在逐漸

4、降低。
　　 (3)基于軟巖邊坡在降雨作用下表現(xiàn)出淺層滑移的特點(diǎn),受降雨影響的軟巖邊坡只需進(jìn)行淺層支護(hù)即可保證其受降雨影響區(qū)域在多種因素影響下的穩(wěn)定性。通過(guò)不同長(zhǎng)度錨桿支護(hù)效果的對(duì)比,認(rèn)為考慮降雨影響的軟巖邊坡采用10米全長(zhǎng)注漿錨桿對(duì)其進(jìn)行淺層支護(hù)能夠取得即安全又經(jīng)濟(jì)的支護(hù)效果。
　　 (4)本文提出的降雨條件下軟巖邊坡穩(wěn)定性分析方法既能考慮到滲流作用下坡體內(nèi)孔隙水壓力的變化對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響,又能將軟巖遇水后的軟化效應(yīng)