层状岩质边坡动力变形破坏特征的试验研究.docx

层状岩质边坡动力变形破坏特征的试验研究
摘要
本研究利用三维模型试验方法，探讨了层状岩质边坡的动力变形和破坏特征。通过对边坡不同倾角、不同荷载条件下的变形、应变以及变形过程中岩体的破坏模式进行测试分析与研究，总结出了影响边坡动力变形和破坏特征的关键因素，并提出了相应的防护措施。
关键词：层状岩体；边坡；动力变形特征；破坏模式；防护措施
Abstract
Thisstudyinvestigatesthedynamicdeformationandfailurecharacteristicsoflayeredrockslopesusingthree-dimensionalmodeltestingmethods.Bytestingandanalyzingthedeformation,strain,androckmassfailuremodesofslopesunderdifferentinclinationsandloadconditions,thekeyfactorsaffectingthedynamicdeformationandfailurecharacteristicsofslopesaresummarizedandcorrespondingprotectionmeasuresareproposed.
Keywords:layeredrockmass;slope;dynamicdeformationcharacteristics;failuremode;protectionmeasures
1.研究背景与目的
长期以来，岩石边坡的工程问题一直受到研究者的广泛关注。尤其是在强震、降雨等自然灾害发生时，岩石边坡的稳定性问题更加突出。层状岩质边坡是较常见的一种边坡类型，其特点是岩体分为数层，层与层之间的结合面处于相对平行状态。这种边坡由于其独特的岩石成分、结构形态和形影响因素，其动力变形和破坏特征相比其他类型的边坡存在一定的差异。因此，深入研究层状岩质边坡的动力变形和破坏特征，对于指导边坡的防护和治理具有重要意义。
本研究旨在通过三维模型试验的方法，研究不同倾角和荷载条件下，层状岩质边坡的动力变形和破坏特征，总结影响边坡动力变形和破坏特征的关键因素，并提出相应的防护措施。
2.研究方法和实验设计
2.1研究方法
本研究采用三维模型试验方法，模拟层状岩质边坡的实际条件，通过观测记录不同倾角和荷载条件下的变形、应变和破坏模式，分析边坡的动力特性和其破坏机制。具体方法如下：
2.1.1边坡试验模型的设计
根据岩石的物理性质和结构形态特点，制作出符合实际岩体结构的岩石试验模型。模型采用透明材料制成，便于观察边坡岩体内部的破坏过程。
2.1.2实验参数设定
根据边坡实际工程情况，设置不同倾角和荷载条件，观察边坡在不同条件下的变形、应变并记录边坡破坏模式。
2.1.3实验数据处理
对试验中得到的变形、应变数据进行处理，分析边坡的动力变形特征和破坏机制，总结影响其稳定的关键因素。
2.2实验设计
本实验设置了不同倾角和荷载的试验条件，其中倾角分别为15°、30°和45°，荷载是按照边坡稳定性的要求，进行逐级加载。具体的实验条件如下：
表格
3.实验结果分析
3.1变形和应变特征分析
由于边坡的不同倾角和不同荷载条件下，其变形和应变特征具有明显区别，因此本研究将其分别进行分析。
3.1.1不同倾角下的变形和应变特征
从试验结果看，当边坡倾角较小时，其变形特征主要为整体向下滑动，岩体之间的层间滑动范围较小。而当倾角较大时，边坡整体向下滑动的同时，岩体之间发生较多的层间滑动和挤压变形。当倾角达到45°时，边坡整体开始产生垂直于岩面方向的裂缝，岩石开始发生剥落和翻转等破坏模式。
从应变特征来看，在边坡不同倾角下，应变分布具有一定规律。随着倾角增大，应变值逐渐增加，而岩体内部的应变分布更加多样化。同时，在不同层之间，应变分布还存在较大差异，且随着倾角的增加，这种差异程度也逐渐加大。
3.1.2不同荷载条件下的变形和应变特征
试验结果表明，在不同荷载条件下，边坡的变形和应变特征也存在差异。随着荷载的逐级增加，边坡整体向前滑动速度逐渐加快，破坏模式也随之发生变化。在较小荷载条件下，岩体之间的层面滑动范围较小；而在较高荷载条件下，岩体之间的层面滑动范围增大，同时出现较多的层间挤压变形。
随着荷载的增加，岩壁内部的应变值逐渐增大，出现一些倾向于边缘转移的高应变区域。同时，各层应变分布出现了明显的梯形和间歇性分布，出现了很多不连续的断裂发育带。
3.2破坏机制分析
从本实验模拟的结果来看，层状岩质边坡的破坏模式主要表现为层面滑动、层间变形、翻转和岩石剥离等。其中，在较小的倾角和荷载条件下，边坡的破坏模式主要表现为岩体的层面滑动和局部岩石剥离；而在较高的倾角和荷载条件