岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (11): 3272-3279.doi: 10.16285/j.rsm.2023.0469

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沿缓倾软弱外倾结构面滑动的主动岩石压力计算

陈柏林1, 2, 3,杨文君2, 3,谢强1,彭海游1, 2, 3,叶晓明1, 4,檀康2, 3,周鹏2, 3   

  1. 1. 重庆大学 土木工程学院,重庆 400044;2. 重庆地质矿产研究院 自然资源部地质灾害自动化监测技术创新中心,重庆 401120; 3. 重庆地质矿产研究院 重庆市地质灾害自动化监测工程技术研究中心,重庆 401120;4. 重庆敏思岩土工程有限公司,重庆 401121
  • 收稿日期:2023-04-14 接受日期:2023-06-06 出版日期:2023-11-28 发布日期:2023-11-29
  • 通讯作者: 谢强,男,1975年生,博士,教授,博士生导师,主要从事岩石损伤机理及地质灾害防治方面的研究。E-mail:xieqiang2000@163.com E-mail:261761985@qq.com
  • 作者简介:陈柏林,男,1984年生,博士,正高级工程师,主要从事岩土工程科研和生产工作。
  • 基金资助:
    重庆市自然科学基金面上项目(No. CSTB2022NSCQ-MSX1466);重庆市规划和自然资源局科技项目(No. KJ-2022029)。

Calculation of active rock pressure for slope sliding along weak outward inclined structural plane

CHEN Bo-lin1, 2, 3, YANG Wen-jun2, 3, XIE Qiang1, PENG Hai-you1, 2, 3, YE Xiao-ming1, 4, TAN Kang2, 3, ZHOU Peng2, 3   

  1. 1. School of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 401144, China; 2. Technology Innovation Center of Geohazards Automatic Monitoring, Ministry of Natural Resources, Chongqing Institute of Geology and Mineral Resources, Chongqing 401120, China; 3. Chongqing Engineering Research Center of Automatic Monitoring for Geological Hazards, Chongqing Institute of Geology and Mineral Resources, Chongqing 401120, China; 4. Chongqing Minsi Geotechnical Engineering Co., Ltd., Chongqing 401121, China
  • Received:2023-04-14 Accepted:2023-06-06 Online:2023-11-28 Published:2023-11-29
  • Supported by:
    This work was supported by the General Program of Chongqing Natural Science Foundation of China(CSTB2022NSCQ-MSX1466) and the Science and Technology Project of Chongqing Municipal Planning and Natural Resources Bureau of China (KJ-2022029).

摘要:

在现行规范中,沿缓倾外倾软弱结构面滑动的边坡主动岩石压力Eak公式未考虑后缘裂隙水压力,导致Eak计算存在偏差。针对这一问题,考虑后缘裂隙水压力,根据力系的平衡关系和几何条件,进行受力分析和简化,推导主动岩石压力计算公式,判断是否存在极值点以及其位置。研究结果表明,与不考虑后缘裂隙水压力相比,Eak的误差达到21.89%~100%;Eak在有实际工程意义区间内存在极大值。针对缓倾岩层倾角θ  和结构面内摩擦角φ 大小进行讨论,当θ >φ 时,坡顶潜在滑裂面宽度b0一般为边坡高度的0.2~1.2倍;当θ φ 时,Eak的极大值出现在坡面位置。本次研究分类完善了计算公式,并对极值点位置和等因素之间的关系进行了分析,对沿缓倾软弱外倾结构面滑动边坡的防治具有理论和工程实践意义。

关键词: 缓倾, 软弱外倾结构面, 主动岩石压力, 裂隙水压力

Abstract:

In the current code, the Eak formula for active rock pressure of slopes sliding along gently inclined outward weak structural planes does not consider the water pressure of the trailing edge fractures, which leads to deviation in Eak calculation. In view of this problem, according to the balance relationship and geometric conditions of the force system, the stress analysis and simplification are carried out considering the water pressure of the trailing edge crack, and the calculation formula of the active rock pressure is derived to determine whether there is an extreme point and its location. The research results show that the error of Eak is 21.89%-100% without considering water pressure; Eak has a maximum in the effective range. The dip angle of gently inclined rock stratum θ   and the friction angle in the structural plane φ  are compared, it is found that if θ >φ , the width of potential slip surface at the top of slope is generally 0.2-1.2 times of the slope height H; and if θ  φ  , the maximum value of Eak appears on the slope. This study improves the calculation formula by classification, and analyses the correlation between the extreme point position and some factors including H. It is of theoretical and practical significance for the prevention and control of sliding slope along gently inclined soft outward inclined structural plane.

Key words: gently inclined, weak outward inclined structural plane, active rock pressure, fissure water pressure

中图分类号: 

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[1] 马鹏杰, 芮瑞, 曹先振, 夏荣基, 王曦, 丁锐恒, 孙天健, . 微型桩加固长大缓倾裂隙土边坡模型试验[J]. 岩土力学, 2023, 44(6): 1695-1707.
[2] 朱元甲, 贺拿, 钟卫, 孔纪名, . 间歇型降雨对堆积层斜坡变形破坏的物理模拟研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(12): 4035-4044.
[3] 朱雷, 黄润秋, 陈国庆, 严明, . 岩质斜坡中缓倾角破裂系统形成演化的 力学模式研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 53-62.
[4] 罗斌玉, 叶义成, 曹 中, 王其虎, 李玉飞, 陈 虎, . 基于Mohr-Coulomb准则的缓倾斜层状矿床 矿柱强度估算及倾角效应[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1940-1946.
[5] 李晶, 陈育民, 方志, 高晗, 飞田哲男, 周葛, . 减饱和砂土缓倾场地的液化性状分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4352-4360.
[6] 姚 囝,叶义成,王其虎,岳 哲,罗斌玉,. 基于量纲分析的缓倾斜空区顶板稳定性的影响规律研究[J]. , 2018, 39(11): 4232-4241.
[7] 宋娅芬 ,陈从新 ,郑 允 ,夏开宗 ,欧 哲 ,夏天游 ,周意超,. 缓倾软硬岩互层边坡变形破坏机制模型试验研究[J]. , 2015, 36(2): 487-494.
[8] 申 通,王运生,吴龙科. 重庆小南海滑坡形成机制离散元模拟分析[J]. , 2014, 35(S2): 667-675.
[9] 邓华锋,李建林,刘 杰,朱 敏,郭 靖,鲁 涛. 考虑裂隙水压力的岩体压剪裂纹扩展规律研究[J]. , 2011, 32(S1): 297-0302.
[10] 袁从华,吴振君,陈从新,卢海峰. 山区高速公路边坡勘察设计常见问题分析[J]. , 2010, 31(S1): 271-278.
[11] 孙 强,张晓科,钱海涛,杨继红,王媛媛. 从力矩效应和地下水分析缓倾角结构面成因[J]. , 2008, 29(8): 2111-2114.
[12] 张 明 ,战玉宝,. 缓倾斜煤层提高开采上限研究[J]. , 2006, 27(S1): 455-458.
[13] 庄心善 ,何世秀 ,朱瑞赓,. 基于裂隙水压力的岩体边坡锚杆加固设计法[J]. , 2005, 26(S2): 141-144.
[14] 彭光忠;. 葛洲坝红色岩体地质构造特征与岩体强度特性[J]. , 1986, 7(1): 23-34.
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[1] 刘豆豆,陈卫忠,杨建平,谭贤君,周喜德. 脆性岩石卸围压强度特性试验研究[J]. , 2009, 30(9): 2588 -2594 .
[2] 王桂尧,李 斌,罗 军,付宏渊. 粉土基质吸力的新型量测装置与土-水特征研究[J]. , 2010, 31(11): 3678 -3682 .
[3] 王志萍,胡敏云,夏玲涛. 垃圾填土压缩特性的室内试验研究[J]. , 2009, 30(6): 1681 -1686 .
[4] 贾 强,应惠清,张 鑫. 锚杆静压桩技术在既有建筑物增设地下空间中的应用[J]. , 2009, 30(7): 2053 -2057 .
[5] 路军富,王明年,贾媛媛,喻 渝,谭忠盛. 高速铁路大断面黄土隧道二次衬砌施作时机研究[J]. , 2011, 32(3): 843 -848 .
[6] 方 焘 ,刘新荣 ,耿大新 ,罗 照 ,纪孝团 ,郑明新 . 大直径变径桩竖向承载特性模型试验研究(I)[J]. , 2012, 33(10): 2947 -2952 .
[7] 胡万雨 ,陈向浩 ,林 江 ,况磊强 . 瀑布沟水电站砾石土心墙初次蓄水期原位钻孔渗流试验研究[J]. , 2013, 34(5): 1259 -1263 .
[8] 朱 星 ,许 强 ,汤明高 ,付小敏 ,周建斌 . 典型岩石破裂产生次声波试验研究[J]. , 2013, 34(5): 1306 -1312 .
[9] 黄 诚,杨春和,吕 涛. 岩土力学数值模拟结果的概率评估方法研究[J]. , 2008, 29(3): 727 -733 .
[10] 刘金云 ,陈健云 . 考虑流-固耦合的输水隧道动力模型试验中的一种相似技巧[J]. , 2008, 29(12): 3387 -3392 .