基于邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測的楔形滑坡討論

Word版本，下載可自由編輯基于邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測的楔形滑坡討論1引言

邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測討論已經(jīng)成為近代滑坡地質(zhì)災(zāi)難預(yù)告及控制的重要課題。國內(nèi)外對邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測辦法主要包括位移、巖體傾斜、地下水及巖體破壞聲放射等手段，其中應(yīng)用最廣泛的是位移和巖體變形監(jiān)測。然而，有位移和變形并不一定產(chǎn)生滑坡，滑動力才是打算滑坡災(zāi)難發(fā)生的先決條件。滑坡發(fā)生與拒絕定于“下滑力”和“抗滑力”之間平衡狀態(tài)變化。惟獨滑動力超過巖體抗剪強度，邊坡才會發(fā)生破壞。

“滑坡災(zāi)難及邊坡應(yīng)力智能遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)”是中國礦業(yè)高校巖土工程討論中心何滿潮教授提出并研發(fā)的一套具有有用價值的滑動力監(jiān)測系統(tǒng)。采納“穿刺攝動”技術(shù)，把力學(xué)傳感系統(tǒng)穿過滑動面，固定在相對穩(wěn)定的滑床之上，施加預(yù)應(yīng)力，力學(xué)上稱為“攝動力”，將可測的人為力學(xué)系統(tǒng)插入到不行測的自然?力學(xué)系統(tǒng)中，組成一個部分力學(xué)量可測的復(fù)雜力學(xué)系統(tǒng)，實現(xiàn)滑動力的間接求解，進(jìn)而推導(dǎo)出可測力學(xué)量和非可測力學(xué)量之間的函數(shù)關(guān)系。利用測量的大小，就可推斷滑坡體內(nèi)應(yīng)力的變化狀態(tài)以及超前預(yù)告滑坡災(zāi)難的發(fā)生時光和規(guī)模。

我國滑坡地質(zhì)災(zāi)難種類繁多，滑動面幾何形態(tài)各異，而楔形滑坡是一種常見的邊坡破壞形式，因此針對楔形滑坡的討論研究對于豐盛和改進(jìn)邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)具有重要意義。

2楔形滑坡模型及其計算

2.1楔形滑坡模型假定

楔體結(jié)構(gòu)，即塊裂結(jié)構(gòu)是巖體中常見的結(jié)構(gòu)，受幾組不同產(chǎn)狀的控制性結(jié)構(gòu)面切割，形成不同形態(tài)的塊體。在自然條件下，這些塊體處于平衡狀態(tài)，當(dāng)開挖邊坡后，邊坡內(nèi)巖體應(yīng)力狀態(tài)重分布，裸露在臨空面上的某些塊體失去原有平衡狀態(tài)，沿結(jié)構(gòu)面滑移導(dǎo)致局部失穩(wěn)，進(jìn)而產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，造成囫圇邊坡失穩(wěn)破壞。破壞巖體普通呈楔形結(jié)構(gòu)，如圖1：

在滑動力學(xué)系統(tǒng)可測性原理基礎(chǔ)上，用極限平衡理論對楔形滑坡穩(wěn)定性舉行計算。圖1表示了楔形變形體遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)對邊坡滑動力監(jiān)測的力學(xué)模型，該模型假設(shè)如下：

①滑坡視為剛體，即滑坡過程中不發(fā)生拉伸和壓縮變形；②滑動面為楔形滑移面；③巖體相對隔水，沿滑移懦弱面和后緣裂隙分布靜水壓力；

④下滑力和抗滑力平行于滑面，巖體之間的作用力按內(nèi)力來考慮；⑤考慮靜水壓力，不考慮地震和爆破擾動等影響因素。

普通以三角形為基本計算單元，三角形面積采納已知三邊長的計算公式

2.2楔形滑坡下滑力的計算

按照極限平衡理論對楔形邊坡穩(wěn)定性舉行計算：

楔形體的自重：

將分解為與交線CD平行的和垂直的，如圖2所示，α可從赤平極射投影圖上確定；

當(dāng)?shù)乇斫邓畯男ㄐ误w后緣拉裂面滲入后，經(jīng)過和懦弱面，楔形體所受孔隙水壓力應(yīng)力如圖3。

作用于兩懦弱面和上的孔隙水壓力分離為：

攝動力作用于懦弱面和懦弱面上的法向分力和。按照應(yīng)力圖解求得：

當(dāng)巖體處于極限平衡狀態(tài)，楔形滑動面兩個懦弱面切向力有：

結(jié)論

利用計算建立楔形滑移面下滑力和攝動力之間的函數(shù)關(guān)系，得出下滑力。說明在楔形滑坡模型中，利用滑坡遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)下攝動力的引入，便可由對攝動力的監(jiān)測而算出下滑力的大小。由此監(jiān)測滑坡體內(nèi)應(yīng)力

的變化狀態(tài)，舉行滑坡遠(yuǎn)程監(jiān)測討論。

邊坡滑動面幾何特征復(fù)雜多樣，用一種監(jiān)測力學(xué)模型難以概括和模擬出全部滑坡監(jiān)測實際狀況。本文在滑動力學(xué)系統(tǒng)可測性原理的基礎(chǔ)上，建立了楔形滑坡人為力學(xué)和自然?力學(xué)系統(tǒng)之間的函數(shù)關(guān)系，利用楔形滑坡監(jiān)測力學(xué)模型的推導(dǎo)，在前人討論的基礎(chǔ)上，完美了原有監(jiān)測力學(xué)模型，且大大提升了監(jiān)測精度，為滑坡超前預(yù)警預(yù)告提供可越發(fā)科學(xué)的理論基礎(chǔ)。

討論結(jié)果