顺层多台阶高陡边坡失稳模式及稳定性评价文献综述
2020-04-15 09:44:30
岩质边坡失稳作为一类常见的灾害一直倍受人们的关注。其中,顺层岩质边坡是工程中一种稳定性最差、最易发生变形破坏的岩质边坡类型。当顺层边坡中发育有不利结构面时,边坡的稳定性将会大大降低,边坡破坏模式也将复杂多变,尤其是顺层多台阶高陡边坡。因此,针对顺层边坡不同结构面不利组合识别边坡破坏模式并对其稳定性进行合理评价研究,有其重要理论意义与工程实用价值。
顺层岩质边坡是边坡中相对而言属于易失稳的类型,顺层边坡灾害层出不穷,因此国内外学者对于边坡变形破坏机理、变形特征及失稳模式从不同角度出发开展了大量研究,也取得了一定的研究成果。
在国内,自上世纪 70 年代,谷德振提出“岩体工程地质力学”,强调了软弱结构面在岩体工程地质问题中的重要性(谷德振,1994)。自此,在研究岩质边坡破坏机理方面,结构面成为不可忽视的一个重要内容。
孙广忠(孙广忠,1988)十分强调结构面在岩质边坡的控制作用,提出了“岩体结构控制论”,认为结构面将边坡切割成具有不同结构的岩体,从而影响岩质边坡的稳定性,人们在此基础之上建立了岩体结构模型和定量化评价模式。
吴顺川(吴顺川,2006)基于强度折减法,分析考虑了节理强度折减和等效岩体强度折减这两种折减方法,得出顺层边坡的失稳机制是两种不同的机制。在岩体强度折减下,边坡的潜在破坏有可能出现在岩体中或沿节理面或者二者同时发生,而节理经过强度折减后,边坡只能沿着贯通的节理面破坏。
林杭等(林杭等,2010)运用 FLAC3D模拟层状岩质边坡的破坏模式,并采用强度折减法分析结构面倾角与稳定性之间的关系,发现当结构面倾角较小时,顺倾向层状边坡主要发生滑移破坏,且整体安全系数随结构面倾角先减小后增大,呈现两头高、中间低的形态,在倾角为 30°时安全系数最小。
刘可定,贺续文(刘可定,贺续文,2011)通过采用离散元软件 PFC2D 对岩石进行数值模拟,建立含密集节理的岩体边坡模型,讨论了岩体连通率对边坡破坏形式的影响,结果表明,在多组节理密集分布的岩体边坡中,连通率越大,其稳定性越差; 随着连通率的减小,边坡的破坏形式由大范围的滑坡转变为局部崩塌的形式。
孙玉科等(孙玉科等,1988)根据我国典型斜坡变形破坏实例抽象出了5类地质力学模式,即倾倒变形破坏(金川模式)、水平剪切变形(葛洲坝模式)、顺层高速滑移(塘岩光模式)、追踪平推滑移(白灰厂模式)、张裂顺层追踪破坏(盐池河模式)等 5 种。
李树森等(李树森等,1995)基于数十个工程实例的现场调查,对顺层边坡失稳机理进行了分析,指出其变形破坏过程具有“三阶段”式的特点:初始弯曲变形阶段、蠕变弯曲变形阶段、滑移阶段。严明(严明,2005)对于中缓倾角顺层状边坡滑移-弯曲破坏过程的研究中,发现在强烈弯曲-隆起之后,整体失稳之前边坡的变形破坏还存在一个“碎裂-散体化”的中间状态。严明运用地质力学的分析方法对其形成的条件做出了解释,提出了“四阶段”理论, 完善、补充了三阶段式理论。
黄润秋(黄润秋,2007)通过总结 20 世纪以来中国的大型滑坡及其发生机制,得出了顺层滑坡发生机制的地质模型:受软弱夹层控制下的“滑移(弯曲)-剪断”模式或“滑移-剪断”模式。