考慮軟化效應的軟巖邊坡穩(wěn)定性研究.pdf

1、軟巖是一種特殊的巖石介質,具有可塑性、流變性、易擾動性、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。同時軟巖多為水敏性巖石,遇水后其物理性質會發(fā)生很大變化,水對軟巖的軟化效應是導致軟巖邊坡變形失穩(wěn)的重要原因。
　　 本文結合汝郴高速沿線某軟巖邊坡軟化試驗成果,采用基于Hoek-Brown準則的方法研究了軟巖軟化規(guī)律。應用有限元軟件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)內巖體物理力學參數(shù)的變化共同作用下,邊坡的破壞模式及穩(wěn)定性在空間和時間上的演化規(guī)律。并采取了一定的對照支護措施,來為軟巖邊坡失穩(wěn)的預測和采取合理的支護措施提供參考。研究得出的主要結論如下:
　　 (1)根據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)學關系式進行描述。非飽和狀態(tài)主要考慮含水率的變化對軟巖強度的影響;飽和狀態(tài)主要考慮

3、巖石浸水時間對軟巖強度的影響。在一定條件下,特別是非飽和狀態(tài)下巖體的軟化規(guī)律采用三階多項式對試驗結果進行描述,相比之前大多數(shù)學者推薦采用的指數(shù)關系,其擬合結果精度更高。
　　 (2)隨著降雨持續(xù)時間的增長,邊坡內基質吸力降低明顯,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系。與此同時,在降雨過程及降雨停止后一段時間內邊坡的安全系數(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,受降雨影響的軟巖邊坡只需進行淺層支護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。通過不同長度錨桿支護效果的對比,認為考慮降雨影響的軟巖邊坡采用10米全長注漿錨桿對其進行淺層支護能夠取得即安全又經濟的支護效果。
　　 (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孔隙水壓力的變化對邊坡穩(wěn)定性的影響,又能將軟巖遇水后的軟化效應