鲁海峰,姚多喜,胡友彪,郭 鹏

(安徽理工大学地球与环境学院,安徽 淮南 232001)



基于FLAC3D多裂隙模型的层状岩质边坡破坏特征及稳定性

鲁海峰,姚多喜,胡友彪,郭 鹏

(安徽理工大学地球与环境学院,安徽 淮南 232001)

采用FLAC3D多裂隙本构关系,建立层状岩坡平面破坏特征的各向异性数值分析模型。运用强度折减法,得出边坡安全系数与层间弱面倾角β、坡角α、坡高H以及岩体抗剪强度之间的关系,并采用灰色关联法给出了各因素对安全系数的影响程度。研究结果表明:顺倾向边坡,当β≤15°时,其破坏形式主要是拉裂-剪切-滑移破坏,滑面不沿层间弱面;当15°<β<α时,产生顺层滑移破坏;当β≥α时,坡顶处沿弱面滑移,坡角处弯折破坏。反倾向边坡,当β<50°时主要为压剪破坏,β较大时(β≥50°)为倾倒破坏。随着β的增大,顺倾向边坡的安全系数呈先减、后增、再减的趋势,且水平层状边坡的稳定性要高于直立边坡;反倾向边坡的安全系数变化趋势与顺倾向边坡相反。当β>α时,顺倾向边坡的稳定性要高于同倾角的反倾向边坡。顺倾向边坡,坡高对其稳定性影响最大,其次为弱面黏聚力和坡角,而弱面倾角和弱面摩擦角相对影响较小； 反倾向边坡,各因素对其稳定性的影响程度依次为弱面摩擦角、坡角、坡高、弱面黏聚力和弱面倾角。

多裂隙模型;层状岩质边坡;稳定性;强度折减

岩质高边坡失稳是重大地质灾害之一,准确分析其破坏特征并给出稳定安全系数是边坡治理中的一个关键问题。层状岩质边坡在各类边坡工程中占有很大比例,由于组成该类边坡的层状岩体存在着一组优势定向结构面,导致其力学性质呈现明显的各向异性,使得边坡稳定性问题变的十分复杂[1-2]。

实际工程中,理论分析与数值模拟被普遍运用到层状岩质边坡稳定性分析中。理论分析方面,汪小刚等……