水压力和地震作用下岩质边坡倾覆破坏稳定性研究
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摘要
绕坡脚倾覆破坏是岩质边坡在外界荷载作用下经常出现的破坏模式。基于力矩平衡原理,求解岩质边坡在地震、坡顶荷载和新水压力分布作用下的抗倾覆稳定系数表达式。首先分析了不同水压力分布形式的合理性及对稳定系数的影响,再重点分析了地震荷载、张裂隙水深度和坡顶荷载对边坡倾覆稳定性的影响。算例分析表明:①新提出的水压力分布形式(结构面中点和张裂缝底部水压力是定值)克服了原始水压力分布形式(竖直张裂缝底部静水压力最大)和改进水压力分布形式(地下水位1/2处静水压力最大)的不足,采用新水压力分布形式进行岩质边坡倾覆稳定分析更加合理;②出流缝堵塞、张裂隙积水深度增加、水平背向坡体和竖直向上的等效地震荷载对岩石边坡倾覆稳定性不利;③无论出流缝是否堵塞,边坡抗倾覆稳定系数随着水平地震系数的增加而减小;④坡顶超载有利于边坡的稳定。
The overturning failure around the toe of the slope is a frequent failure mode of the rock slope under external loads. Based on the principle of moment balance, the expression of anti-overturning stability coefficient of the rock slope under the earthquake, new water pressure distribution and the load of the top of slope is solved. Firstly, the rationality of different water pressure distribution forms and its influence on stability coefficient are analyzed. Then the effects of seismic load, fissure water depth and load of the top of slope on overturning stability are analyzed. The following conclusions can be drawn: ① The new proposed water pressure distribution form(the midpoint of the structural plane and the water pressure at the bottom of the crack is fixed) overcomes the original water pressure distribution form(The hydrostatic pressure at the bottom of vertical tensile crack is maximum) and improved the water pressure distribution form(the hydrostatic pressure at 1/2 of the groundwater level is maximum), it is more reasonable to use the new water pressure distribution form for rock slope stability analysis. ② The outflow seam blocking, the increase in the depth of the fracture water, and the equivalent seismic loading which horizontally outwards the slope and upward vertically are unfavorable for the stability of the rock slope. ③ The slope anti-overturning stability coefficient decreases as the horizontal seismic coefficient increases, regardless of whether the outflow joint is blocked or not; ④ The overload of the slope's top is conducive to the stability of the slope.
The overturning failure around the toe of the slope is a frequent failure mode of the rock slope under external loads. Based on the principle of moment balance, the expression of anti-overturning stability coefficient of the rock slope under the earthquake, new water pressure distribution and the load of the top of slope is solved. Firstly, the rationality of different water pressure distribution forms and its influence on stability coefficient are analyzed. Then the effects of seismic load, fissure water depth and load of the top of slope on overturning stability are analyzed. The following conclusions can be drawn: ① The new proposed water pressure distribution form(the midpoint of the structural plane and the water pressure at the bottom of the crack is fixed) overcomes the original water pressure distribution form(The hydrostatic pressure at the bottom of vertical tensile crack is maximum) and improved the water pressure distribution form(the hydrostatic pressure at 1/2 of the groundwater level is maximum), it is more reasonable to use the new water pressure distribution form for rock slope stability analysis. ② The outflow seam blocking, the increase in the depth of the fracture water, and the equivalent seismic loading which horizontally outwards the slope and upward vertically are unfavorable for the stability of the rock slope. ③ The slope anti-overturning stability coefficient decreases as the horizontal seismic coefficient increases, regardless of whether the outflow joint is blocked or not; ④ The overload of the slope's top is conducive to the stability of the slope.
引文
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