注浆加固对顺层边坡力学特征的影响
2012-07-31周科峰李宇峙
中南大学学报(自然科学版) 2012年2期
周科峰,李宇峙
(长沙理工大学 交通运输工程学院,湖南 长沙,410114)
顺层边坡在岩体工程中广泛存在[1-3],探讨其稳定性及加固措施具有重要意义。注浆加固方法作为一种主动加固措施[4],将浆液充填、渗透且与节理、裂隙、断层胶结,从而提高岩体自身的抗剪强度、稳定性和抗渗性。尽管注浆加固岩体的方法在工程实践中广泛使用,但是,对其加固后岩体的应力变形响应的研究还较少[5],为此,一些研究者通过室内[6-7]或现场试验[8-9]研究了浆液对岩体的加固效应。但顺层边坡通常是巨大的结构体或半无限体,若对其中所有的结构面进行注浆,则工程量巨大。而近年来在岩土工程领域广泛应用的数值分析方法[10-11]能够模拟边坡开挖和支护过程以及相应岩土体的应力和变形情况,该方法不受边坡几何形状不规则和材料不均匀性的限制,具有较大灵活性和实用性。基于以上考虑,本文作者利用FLAC3D数值计算软件,根据理论和数值计算方法,探讨注浆在顺层岩体边坡中的加固效果,分析注浆加固前、后边坡岩土体不同区域的应力场和位移场。
1 顺层边坡滑动稳定分析
为了描述典型顺层边坡的稳定性,建立如图1所示的平面应变模型。图1中:β1为优势结构面倾角;β2为边坡自然坡角;α为坡面倾角。由于滑动破坏是顺层边坡的主要破坏模式,因此,假设α>β1。通过几何变换,容易得到边坡对于任一条结构面BiDi的安全系数为:

式中:Fs为安全系数;的重力;jφ为结构面的内摩擦角;……
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