顺层岩质边坡变形破坏特征及稳定性数值模拟

发布时间：2019-01-21 07:43

【摘要】：针对顺层岩质边坡岩层结构面倾角θ和边坡角α两个参数,采用离散单元法研究了不同工况下总计270个边坡模型的变形破坏特征,统计得到不同变形破坏模式对应的岩层结构面倾角θ与边坡角α的范围,并基于强度折减法研究了两个参数与边坡稳定性的关系,揭示了顺层岩质边坡变形破坏机制及稳定性特征.研究结果表明:依据边坡变形破坏特征,提出了四种顺层岩质边坡变形破坏模式,即坡脚沿岩层结构面的滑移-剪切破坏,坡顶沿岩层结构面的滑动-剪切破坏,岩层下缘弯曲-剪切破坏,以及岩层上缘翻折-拉裂破坏.在此基础上,分析并归纳了这四种模式的产状、变形特征以及可能的破坏模式等一般规律.边坡安全系数fs随结构面倾角θ的增大先减小后增大,在减小过程中达到最小值后迅速上升,然后变缓回落.边坡安全系数fs随结构面倾角θ变化过程中,当θ约等于α-7.3°时,fs取得最小值,此时对应的边坡稳定性最差.
[Abstract]:Aiming at the two parameters of slope structure plane inclination 胃 and slope angle 伪 of bedding rock slope, the deformation and failure characteristics of 270 slope models under different working conditions are studied by discrete element method. The range of slope angle 胃 and slope angle 伪 corresponding to different deformation and failure modes are obtained statistically. Based on the strength reduction method, the relationship between two parameters and slope stability is studied. The deformation and failure mechanism and stability characteristics of bedding rock slope are revealed. The results show that according to the characteristics of slope deformation and failure, four kinds of deformation and failure modes of bedding rock slope are put forward, that is, slip shear failure of slope foot along rock structure plane, sliding shear failure of slope top along rock stratum structure plane. Bending-shear failure in the lower margin of the strata, and fracture in the upper margin of the strata. On this basis, the general rules of occurrence, deformation characteristics and possible failure modes of these four models are analyzed and summarized. The slope safety factor (fs) decreases first and then increases with the increase of slope angle 胃, then increases rapidly after reaching the minimum value in the process of decreasing, and then decreases slowly. In the process of slope safety factor fs changing with the slope angle 胃, when 胃 is equal to 伪 -7.3 掳, fs gets the minimum value, and the slope stability is the worst.
【作者单位】： 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室;
【基金】：科技北京百名领军人才培养工程资助项目(Z151100000315014) 国家自然科学基金资助项目(51174014)
【分类号】：TU457

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2412448