邊坡破壞模式Word文檔

1、摘自我國巖質(zhì)邊坡變形破壞的主要地質(zhì)模式一般來說邊坡變形破壞的地質(zhì)模式應(yīng)該包括以下主要內(nèi)容：1、邊坡的基本地質(zhì)條件，諸如區(qū)域地質(zhì)背景，巖體結(jié)構(gòu)及巖體介質(zhì)結(jié)構(gòu)特性，巖體的力學(xué) 特性等，它們是決定邊坡變形破壞地質(zhì)模式的地質(zhì)基礎(chǔ)或物質(zhì)基礎(chǔ)；2、彫響邊坡穩(wěn)左的各種人為動力因素（地下開采、坡腳切層開挖、爆破震動）及天然動力因 素（大氣降雨及地下水狀態(tài)的變化、區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力特征）；3、邊坡結(jié)構(gòu)形式（順傾邊坡、反傾邊坡等）；4、邊坡巖體變形發(fā)展的過程及其特點(diǎn)；5、邊坡的失穩(wěn)破壞方式.應(yīng)該指岀，巖體結(jié)構(gòu)、巖體介質(zhì)結(jié)構(gòu)以及邊坡結(jié)構(gòu)相互之間既有聯(lián)系又有明顯差別的不同槪 念.巖體結(jié)構(gòu)主要決定于巖體中結(jié)構(gòu)面及結(jié)構(gòu)體的組合

2、特征巖體介質(zhì)結(jié)構(gòu)則指不同力學(xué)性 質(zhì)的巖體在空間的組合特性.邊坡結(jié)構(gòu)則主要反映了邊坡與巖層產(chǎn)狀之間的空間組合關(guān)系.影響邊坡穗泄性的因素是多方而的，不但包括邊坡巖體的介質(zhì)結(jié)構(gòu)、邊坡結(jié)構(gòu)、巖體結(jié)構(gòu)、 區(qū)域性地質(zhì)背景、構(gòu)造應(yīng)力特征及構(gòu)造條件等地質(zhì)因素，而且包括種人為的及自然的動力 因素這些動力因素主要是地下開采的擾動及坡腳切層開挖、爆破震動及地下水的作用等. 地質(zhì)條件雖然是決左或影響邊坡定性的基礎(chǔ)，但邊坡的急劇變形或破壞都與并種人為的、天 然的動力因素，有著密切的關(guān)系大氣降雨及水庫蓄水是主要的自然動力因素，導(dǎo)致地下水 狀態(tài)的變化，減少了滑而的法向應(yīng)力，降低了巖體的強(qiáng)度，改變了邊坡巖體的穩(wěn)泄?fàn)顟B(tài)就 人為

3、的動力因素來看，地下開挖顯然有重要的影響，不但擾動破壞了上復(fù)巖體，且增加了巖 體的滲透性，對邊坡的變形破壞起到加速作用對于礦山邊坡來說，爆破的動態(tài)效應(yīng)對邊坡的 穩(wěn)定亦有重要的影響，不但直接損害了巖體的完整性，且在重復(fù)爆破條件下，邊坡巖體可能 產(chǎn)生疲勞破壞，從而加速邊坡破壞的過程.摘自霍克布朗巖石邊坡工程為了使滑動沿單一平而發(fā)生，必須滿足以下的幾何條件：a.滑動面的疋向必須與坡而平行或接近平行（約在+-20的范國之內(nèi)）。k7o破壞面必須在邊坡而露出，就是說它的傾角必須小于坡而的傾角C破壞面的傾角必須大于該而的摩擦角d.巖體中必須存在對于滑動僅有很小阻力的解離面，它規(guī)左了滑動的側(cè)而邊界。另 一種可

4、能的情況是，破壞在穿通邊坡的凸出的“鼻部”的破壞平而上發(fā)生。分析二維邊坡問題時，通常是考慮與邊坡而正交的一個單位厚度的巖片。這就是說， 滑動而的而積可用穿過邊坡垂直斷面上可見的滑動線長度來代表，而滑動塊的體枳可用在 垂直斷而卜表示該塊體圖形的面積來代表。摘自基于RS理論的巖質(zhì)路塹邊坡穩(wěn)定性研究邊坡變形破壞模式RS判建邊坡變形破壞模式的確徒，主要分兩步進(jìn)行:首先是對邊坡巖體結(jié)構(gòu)類型的確定;在此基礎(chǔ)上 再進(jìn)行邊坡變形破壞模式的判圧。其主要過程如圖4 一1所示。圖4 1邊坡變形破壞模式預(yù)測流程圖4. 21邊坡巖體結(jié)構(gòu)模型RS預(yù)測RS預(yù)測指標(biāo)當(dāng)前，在我國尚沒有統(tǒng)一的巖體結(jié)構(gòu)類型的劃分標(biāo)準(zhǔn)，務(wù)部門、各行

5、業(yè)，根據(jù)各自勘察、設(shè) 計(jì)、施工及研究的需要，提岀了各自的巖體結(jié)構(gòu)分類，國外也有不少分類方法。本研究是針 對邊坡地質(zhì)工程模型研究而進(jìn)行巖體結(jié)構(gòu)類型的劃分，故本文選擇了考慮巖體的地質(zhì)成因及 巖體地質(zhì)特性的中國科學(xué)院地質(zhì)研究所谷徳振教授的分類方法，將巖體結(jié)構(gòu)分為四大類八亞 類。在此標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上略作改動，根據(jù)邊坡工程分析的需要，將第m大類中的第2、3亞類并 為一類，即共分為5類，英具體分類標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)見表4 一 10所示。在選擇了巖體結(jié)構(gòu)類型劃 標(biāo)準(zhǔn)以后，確泄待分類巖體的結(jié)構(gòu)類型。其實(shí)質(zhì)上就是把每一類型的標(biāo)準(zhǔn)視作一個標(biāo)準(zhǔn)樣本, 然后將待分類的樣本的實(shí)測值與標(biāo)準(zhǔn)樣本進(jìn)行比較、分析、判斷與哪一標(biāo)準(zhǔn)更接近。因此,

6、 巖體結(jié)構(gòu)類型劃分是屬于模式識別問題。當(dāng)前，迅速發(fā)展的RS模型己在其它領(lǐng)域的模式識 別中獲得廣泛的應(yīng)用，本文把RS理論引入邊坡穩(wěn)定性研究領(lǐng)域，嘗試把RS理論用于巖體結(jié) 構(gòu)類型劃分。表4T0巖儺緒構(gòu)分類標(biāo)準(zhǔn)巖體結(jié)構(gòu) 類型結(jié)構(gòu)面間距 /m完整性系數(shù)結(jié)構(gòu)面級別結(jié)構(gòu)面C值/MP a濕單軸抗壓 強(qiáng)度/MP a整體結(jié)構(gòu)1.00. 75存在IV、V級0.660塊狀結(jié)構(gòu)1.0050. 750. 35以IV、V為主040. 630 60層狀結(jié)構(gòu)0. 50. 40. 60 3以IV、III為主0. 3 0. 520 40碎裂結(jié)構(gòu)0. 40. 30. 30. 2iviim級均 發(fā)育0. 20430散體結(jié)構(gòu)0.30.

7、2IV、V密集0.21.01 .0-0 .500.5-0 .30.50.750.75-0,60.6-0.350.35-0.20.6060.50.5-0303-0.26060 3030 1030 flub2C2d2e2= finb3Cidteo= fii3聊362= fvbjC3d2eo= fivb2Czd2Co= finb2C2d2eo= fin顯然結(jié)果之間是協(xié)調(diào)的，沒有發(fā)生矛盾，說明屬性a是可以省略的。省略后出現(xiàn)第3行與第 9行重復(fù)。同理，從4 一15中分別去掉屬性b, e, d,已后得表4 一 17, 4 一18, 4 19, 4 一 20。顯然，表4-174-20都是協(xié)調(diào)的，因此，屬性b

8、, c, d, e都可以省略。故，該判別模 型有多種最小解模式。從表4 一 164 20中可以看出去掉屬性e后出現(xiàn)的冗余最多，因此, 由該簡化后的決第表所得的是該判別模型的最小解。由表4 一 20消去冗余后得表4 一 21“表4T8去掉c后簡,比決策表序號abde810000I222211131220HI44222III52310II62332rv74443V82320IV91220III10422IIII序號abceg10000I222111131220III44222III523101162332rv74443V82330IV91220III104221in表4T9去掉d后簡化決策表序號a

9、bcdg10000I22212II31222III44222III52311II62333IV74444V82332IV91222III104222111表4-20去掉e后簡化決策袁序號abcdg10000I22212113、91222III4、104222III52311II62333IV74444V82332IV袁421巖體結(jié)柯判別簡化衣決策分析對上述決策簡化表逐一條塊去掉冗余后，得到?jīng)Q策規(guī)則的最終簡化表，如表4 一 22所示，由此可見，巖體結(jié)構(gòu)主要是受結(jié)構(gòu)面級別控制，只要結(jié)構(gòu)面的級別確左，巖體 結(jié)構(gòu)類型就可以確立，并非象以往的判別中需要許多參數(shù)才能確左。表4-22巖體結(jié)構(gòu)判別簡化表序號a

10、bcdg1XX0XI2XX1XII3XX2XIII4XX3XIV5XX4XV422邊坡變形破壞模式RS判疋依照同樣的原理，在巖體結(jié)構(gòu)類型判別后，就可以結(jié)合邊坡工程結(jié)構(gòu)與巖體結(jié)構(gòu)的關(guān)系建立 不同巖體結(jié)構(gòu)下的邊坡變形破壞RS識別模式，然后進(jìn)一步判別邊坡變形破壞模式，具體如 下：整體結(jié)構(gòu)巖體邊坡變形破壞模式的RS識別一般說來，整體結(jié)構(gòu)與邊坡工程的關(guān)系比較 簡單，此類邊坡穩(wěn)左性主要取決于巖體強(qiáng)度，根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，整體結(jié)構(gòu)巖體邊坡 變形破壞模式識別網(wǎng)絡(luò)如圖4 一 2所示。圖2整體結(jié)構(gòu)邊坡變形破壞模式識別網(wǎng)絡(luò)圖根據(jù)上述網(wǎng)絡(luò)圖，就可以得到整體結(jié)構(gòu)巖體邊坡變形破壞模式的RS識別模型。具 體見表4 一 23

11、。由上表便可以建立整體結(jié)構(gòu)巖體邊坡變形破壞模式RS識別模型，見表4 一 24o 實(shí)際識別時取若干工程實(shí)例，按它們所屬的條件屬性和決策屬性分別輸入Rs模型 中，便可得到訓(xùn)練模型，然后對模型通過約簡、去余等決策分析后，就可用于模式判別。表 4-24整體結(jié)構(gòu)巖體邊坡變形破壞模式RS識別模型序號abCde1111八11110110層狀結(jié)構(gòu)巖體邊坡變形破壞RS識別模型層狀結(jié)構(gòu)是邊坡中最常遇的巖體結(jié)構(gòu)類型，是一種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)模式，由其組成的邊 坡工程結(jié)構(gòu)也十分復(fù)雜。故，該結(jié)構(gòu)是邊坡穩(wěn)定性變形破壞類型最多、原因最復(fù)雜的類 型。研究表明，影響該結(jié)構(gòu)的邊坡穩(wěn)定性因素有巖性.邊坡結(jié)構(gòu).巖體強(qiáng)度.巖層產(chǎn)狀 和坡高與坡

12、角。其可能產(chǎn)生的邊坡變形破壞模式識別網(wǎng)絡(luò)如圖4一 3所示。利用該識別 網(wǎng)絡(luò)便可建立層狀結(jié)構(gòu)邊坡變形破壞模型的RS識別模型。見表4 一 25o巖H:組合優(yōu)勢 結(jié)構(gòu)面髙 坡層狀巖體平疊邊坡順向邊坡逆向邊坡低于宕體強(qiáng)度 層間巖石強(qiáng)度邊坡角V6 O 度200m自M應(yīng)力 水平應(yīng)力大于下 較潰屈圓弧滑動順層滑動崩塌水平位錯傾倒破壞圖4-3層狀結(jié)構(gòu)邊坡變形破壞模式識別網(wǎng)絡(luò)a巖性組合上軟下隕1崩塌0其它0決策屬性jb水平應(yīng)力大于自重應(yīng)力1水平位錯1小于自舀應(yīng)力0c坡高70m1潰屈2200m0d優(yōu)勢結(jié)構(gòu) 面傾角小于邊坡角2圓弧滑動3501等于邊坡角0順層棺動4e層間強(qiáng)度低于巖體強(qiáng)度1其它0傾倒破壞5f邊坡結(jié)構(gòu)平

13、疊坡0順向坡1逆向坡2g邊坡克60。1300h巖石強(qiáng)度小于5MPa1大于等于5MPa0i延性比大于竽于0.61小于0.60表 4-25層狀結(jié)構(gòu)邊坡變形破壞模式RS決策表塊裂結(jié)構(gòu)巖體邊坡變形破壞RS識別模型塊裂結(jié)構(gòu)的巖質(zhì)邊坡，一般而言，穩(wěn)左性較好。受邊坡結(jié)構(gòu)的影響，可能的變形破 壞模式主要有楔形破壞和單平而滑動等。塊裂結(jié)構(gòu)巖體邊坡可能變形破壞模式如圖4 一 4所示。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)識別圖便可建立RS識別模型，見表4 一 26。碎裂結(jié)構(gòu)巖體邊坡變形破壞模式RS判別模型由碎裂結(jié)構(gòu)巖體組成的邊坡，其穩(wěn)左性一般較差，可能產(chǎn)生的變形破壞模式主要有 圓弧滑動和折線滑動破壞，苴識別網(wǎng)絡(luò)如圖4一5所示。由此，可以建立碎

14、裂結(jié)構(gòu)邊坡 破壞模式的RS判別模型，見表4 一 27。散體結(jié)構(gòu)邊坡變形破壞模式RS識別模型散體結(jié)構(gòu)的巖質(zhì)邊坡穩(wěn)立性極差，其破壞模式通常為圓弧滑動破壞，故，對于散體 結(jié)構(gòu)邊坡只需判別出英巖體結(jié)構(gòu)是散體結(jié)構(gòu)即可，無需再進(jìn)行二級判別。4. 23邊坡變形破壞模式綜合判宦前而，分別討論了邊坡變形破壞模式的判別方法及途徑，從中可以看出，邊坡變形 破壞模式的判左，關(guān)鍵的主要有兩步:一是邊坡巖體結(jié)構(gòu)的確左，二是邊坡結(jié)構(gòu)的確左。 二者禍合就可以得到邊坡變形破壞模式，其過程可見圖4 一 6。地質(zhì)工程因素至少外面 組成具中至少戢個（組）傾向相反的結(jié)構(gòu)面，結(jié)構(gòu)面交線傾與坡向交ft 90度楔形塊體破壞結(jié)構(gòu)面交綢頃角 坡角2組（羽同向結(jié)構(gòu)面榊面出露漸面未峽但距坡面較近有傾向切割面柵面和切頗口瞬峻Wt砂瞬1組或單一順向結(jié)構(gòu)面】堿單一順向結(jié)構(gòu)面1脫單一順向結(jié)面和與 腔郵 亍的多條切麵組順向結(jié)構(gòu)面剖血雁列圖44 塊裂結(jié)枸邊坡可能變形破壞模式網(wǎng)絡(luò)識別圉圖4-5碎裂結(jié)構(gòu)邊坡可能破壞模式識別網(wǎng)絡(luò)圏社26塊裂結(jié)構(gòu)邊坡變形破壞橫式RS決策表?xiàng)l件屬性C)(a結(jié)構(gòu)面2組0決後屬性(D)j樑形塊體 破壞04組1b2組及.2組結(jié)構(gòu) 面傾向相反0同向雙平 面多塊體 滑動1同傾1c結(jié)構(gòu)面交線傾角