顺层岩质边坡渐进破坏演化模拟及锚固分析Progressive Failure Evaluating Simulation and Anchoring Analysis of Rock Bedding Slope
黄新龙,闵祥,刘正威,邬凯,冯君,王恺,李涛,赵毅
摘要(Abstract)：
以209国道K1 980+700处顺层边坡为例，通过有限元数值计算，赋存滑面弹塑性损伤本构模型，从剪应力和坡向位移双视野分析滑面损伤时程演化规律和首次破裂长度确定方法；通过数理分析确定边坡锚固工程的最佳锚固角，并进一步探讨了桩锚组合结构加固顺层岩质边坡牵引式滑移破坏的处治效果。结果表明：渐进破坏过程中滑面剪应力分布呈驼峰状，滑面出现峰值点后不断沿滑面向坡体后缘推进，直至牵引式破坏边界；坡脚最先发生坡向位移且始终为最大值，全过程牵引滑面后缘发生变形，建立了滑面位移分布指数拟合关系式，拟合优度达0.996；滑面应力驼峰点可界定滑面损伤区段，即顺层岩质边坡首次破裂长度值，滑面位移起讫点的渐进线交点所界定首次破裂长度与应力驼峰点相一致，二者误差仅1.8%；边坡锚固角具有单调分布特征，建立了最佳锚固角与滑面的倾角、内摩擦角的量化关系；桩锚组合结构加固后，顺层岩质边坡滑面坡向位移降低93.33%，治理效果较好。
关键词(KeyWords)： 公路;顺层岩质边坡;渐进破坏理论;有限元;最佳锚固角;首次破裂长度
基金项目(Foundation): 四川省交通运输科技项目（2021-A-02）
作者(Author): 黄新龙,闵祥,刘正威,邬凯,冯君,王恺,李涛,赵毅
参考文献(References)：
- [1] HOMOUD A S,TUBEILEH,T K.Analysis and remedies of landslides of cut slopes due to the presence of weak cohesive layers within stronger formations[J].Environmental Geology,1998,33(4):299-311.
- [2]王海，张梓钦，杨国香，等．五盂高速公路顺层岩质边坡变形破坏模型试验[J]．科学技术与工程，2021,21(9):3754-3762.
- [3] GARIANO S L,GUZZETTI F.Landslides in a changing climate[J].Earth-Science Reviews,2016,162:227-252.
- [4]陈达，许强，郑光，等．顺层边坡溃曲变形形成条件及其与层面倾角的关系[J]．科学技术与工程，2021,21(7):2616-2625.
- [5] PECORARO G,CALVELLO M,PICIULLO L.Monitoring strategies for local landslide early warning systems[J].Landslides,2018,16:213-231.
- [6]邬凯，周立荣，张乐，等．饱水软化下顺层边坡原状滑带土强度特性研究[J]．土木工程学报，2023,56(S1):24-34.
- [7] FAN G,ZHANG L M,ZHANGJ J,et al.Time-frequency analysis of instantaneous seismic safety of bedding rock slopes[J].Soil Dynamics and Earthquake Engineering,2017,94:92-101.
- [8]张乐，邬凯，向波，等．四川盆地红层高填路堤沉降及稳定特性分析[J]．科学技术与工程，2023,23(3):1238-1247.
- [9] ZANG M D,YANG G X,DONG J Y,et al.Experimental study on seismic response and progressive failure characteristics of bedding rock slopes[J].Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,2022,14(5):1394-1405.
- [10]唐辉明，鲁莎．三峡库区黄土坡滑坡滑带空间分布特征研究[J]．工程地质学报，2018,26(1):129-136.
- [11]胡斌，姚文敏，余海兵，等．分步开挖卸荷作用下软硬岩互层边坡的稳定性分析[J]．科学技术与工程，2016,16(29):281-286.
- [12]唐红梅，陈洪凯，曹卫文．顺层岩体边坡开挖过程模型试验[J]．岩土力学，2011,32(2):435-440.
- [13]马洪生，庄卫林，刘阳，等．顺层岩质边坡静力开挖物理模拟试验研究[J]．水文地质工程地质，2016,43(3):37-43.
- [14]穆成林，裴向军，王睿，等．基于物理模型试验的含多层软弱夹层顺层开挖高边坡变形破坏特征分析[J]．中国地质灾害与防治学报，2022,33(3):61-67.
- [15]苏培东，唐雨生，马云长，等．基于应变软化的软弱夹层顺层边坡渐进破坏[J]．长江科学院院报，2022,39(6):69-75.
- [16]何武，张乐，龚祖坤，等．顺层边坡首次破裂长度及影响因素分析[J]．路基工程，2021(3):122-127.
- [17]郑立宁．基于应变软化理论的顺层边坡失稳机理及局部破坏范围研究[D]．成都：西南交通大学，2012.
- [18] SKEMPTON A W.Long-term stability of clay slopes[J].Géotechnique,1964,14(2):77-102.
- [19] BURLAND J B,LONGWORTH T I,MOORE J F A.A study of ground movement and progressive failure caused by a deep excavation in Oxford Clay[J].Géotechnique,1977,27(4):557-591.
- [20]唐雨生，苏培东，马云长，等．含软弱夹层的顺层岩质滑坡渐进破坏研究[J]．自然灾害学报，2021,30(6):155-165.
- [21]王新刚，胡斌，赵治海，等．渗流作用下节理型黄土开挖边坡塌滑破坏分析[J]．自然灾害学报，2014,23(2):47-52.
- [22] SKEMPTON A W.Residual strength of clay in landslide,folded strata and the laboratory test[J].Géotechnique,1985,35(1):1-18.
- [23] LOCAT A,LEROUEIL S,BERNANDER S,et al.Progressive failures in eastern Canadian and Scandinavian sensitive clays[J].Canadian Geotechnical Journal,2011,48(11):1696-1712.
- [24] MORGENSETERN N R,PRICE V E.The analysis of the stability of general slip surfaces[J].Geotechnique,1965,15(1):79-93.