缓倾顺层岩质边坡变形成因机制及稳定性分析

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辽阳市石门滑坡位于辽宁省辽阳市弓长岭寒岭镇,属于台阶式露天采矿所形成的地质灾害问题,由于其变形破坏特征具有显著的特征,对周围工程建设有很大的危害性。本文以辽阳石门滑坡边坡灾害评估稳定性评价项目为依托,通过对滑坡的工程地质条件、岩体结构特征、已存在的变形破坏现象和对岩体物理力学参数试验研究的基础上,利用地质成因分析的方法对滑坡的成因机制进行了研究。基于所获地质资料,采用数值模拟分析方法(FLAC3D)模拟开挖分析了滑坡的形成机理,并分析爆破及水力因素对坡体变形的影响。采用极限平衡法对在天然状态下、水位工况、振动工况、水位+振动工况以及削坡+振动+水位等工况下滑坡的稳定性进行详细的研究和预测。从研究中获得以下一些认识。(1)石门滑坡的岩体结构发育特征是上硬下软厚层状块裂缓倾顺层结构。上覆厚层石英岩体的下部存在若干条连续性较好的绿色软弱夹层,这构成了滑坡下卧的塑性空间,在重力场的作用下,会表现扩容、滑移的特征。而其较低的抗剪强度也是滑动面所贯穿的主要区域。根据对滑坡发育特征的综合分析可知石门滑坡的破坏机制为滑移-压致拉裂。(2)利用FLAC3D模拟分析了滑坡形成机理,分析了在分步开挖下边坡的应力分布规律、变形位移特征及塑性区变化规律及力学模式,进一步探讨了岩质边坡变形破坏力学机理。地下水、爆破及风化对坡体的变形起到了较大的推动作用。(3)采用极限平衡法,对石门滑坡在各类工况条件下进行稳定性评价,计算得安全系数结果表明,天然状态下两剖面安全系数都大于1,说明处于稳定状态。水位工况下,在水位较浅时,剖面的安全系数小于1。剖面一在地下水位埋深至4~6m时,剖面二在水位埋深10~12m时,剖面即处于不稳定状态。在振动和水位的共同影响下,剖面一在水位埋深14~16m时,即处于不稳定状态,剖面二则一直处于不稳定状态。削坡工况下,剖面均处于不稳定状态。
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