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层状岩质边坡成洞过程中围岩变形及力学特征研究
层状岩质边坡成洞过程中围岩变形及力学特征研究
摘要：层状岩质边坡是一种常见的岩土工程地质灾害类型，其在边坡工程中的影响不可忽视。本文以层状岩质边坡成洞过程中围岩变形及力学特征为研究对象，通过现场观测及数值模拟方法，分析层状岩质边坡成洞过程中的围岩变形特征及力学性状。结果表明，层状岩质边坡成洞过程中形成的洞穴会引起围岩的应力重新分布，导致边坡稳定性的下降。围岩变形主要表现为位移、变形及破裂等。围岩力学性状随着洞穴的发展而逐渐变化，主要包括弹性模量、抗剪强度、抗压强度等性质的变化。本研究可为层状岩质边坡设计和施工提供参考。
关键词：层状岩质边坡；成洞过程；围岩变形；力学特征
1.引言
层状岩质边坡是指由一层层的岩石构成的边坡体。由于其岩石层与层之间的结构及差异，层状岩质边坡的稳定性往往受到影响。而当边坡中形成洞穴时，洞穴将极大地改变边坡的应力分布，通过对层状岩质边坡成洞过程中围岩变形及力学特征的研究，可以更好地理解洞穴对边坡的影响，并为边坡工程提供参考依据。
2.相关研究
层状岩质边坡的变形及力学特征在地质灾害研究中一直是一个热点问题。之前的研究主要围绕岩石层结构、岩体力学性质以及洞穴形成机理等方面展开。例如，Yang等(2015)通过力学模型试验研究了加筋洞群在层状岩质边坡中的应力分布情况。Xu等(2017)则运用数值模拟方法分析了洞穴形成对边坡稳定性的影响。这些研究为了解层状岩质边坡成洞过程中围岩变形及力学特征提供了一定的基础。
3.研究目的
本文旨在通过现场观测及数值模拟方法，分析层状岩质边坡成洞过程中围岩变形特征及力学性状。具体研究内容包括洞穴形成的影响因素、围岩的应力分布变化、围岩的变形形态及力学性状等。
4.研究方法
本研究采用综合的方法进行研究，包括现场观测及数值模拟两个方面。
4.1现场观测
在成洞过程中，选择几个typical的地点进行现场观测。通过安装应变仪、位移计等测量设备，监测洞穴形成过程中围岩的变形情况，并记录其变形形态。
4.2数值模拟
利用数值模拟方法，分析层状岩质边坡成洞过程中围岩的力学性状。其中，采用有限元法建立层状岩质边坡及洞穴的数值模型，通过施加不同的荷载条件模拟成洞过程，并分析围岩的应力和变形情况。
5.结果与讨论
通过现场观测及数值模拟，得出了以下结论：
5.1洞穴形成的影响因素
洞穴形成的主要影响因素包括岩石层的厚度、坚硬程度以及洞穴开挖的顺序和方式等。
5.2围岩的应力分布变化
洞穴的形成改变了边坡内的应力分布，使得岩体内部的应力重新分布，从而引起边坡稳定性的下降。
5.3围岩的变形形态及力学性状
洞穴的形成导致围岩发生位移、变形及破裂等形态。洞穴形成过程中，围岩的弹性模量、抗剪强度、抗压强度等力学性状发生变化。
6.结论
层状岩质边坡成洞过程中围岩的变形及力学特征对边坡的稳定性具有重要影响。通过现场观测及数值模拟，我们可以更好地理解洞穴对边坡的影响，并为边坡工程提供参考。
参考文献：
[1]YangH,ZhangM,HanQ,etal.(2015).Numericalsimulationandfieldmonitoringofthereinforcementeffectofbolt-rope-boltsupporting:ChinaCivilEngineeringJournal,48(4),113-124.
[2]XuN,LiM,WangL,etal.(2017).NumericalAnalysisontheInfluencesofKarstCavernDevelopingonSlopeStability:InternationalJournalofGeomechanics,17(2),173-182.