[发明专利]层状反倾岩体失稳模式的辨别方法

说明书

本发明涉及层状反倾岩体研究领域，具体涉及一种层状反倾岩体失稳模式的辨别方法，解决了在分析层状反倾岩体稳定性时，需考虑地震作用以及岩桥作用的影响，提高了层状反倾岩体失稳模式判别的准确性。技术方案概括为，对层状反倾岩体进行岩块划分，计算各岩块的重量，第n个岩块的重量为W_n，将岩块受到的地震力分解为平行坡面和垂直坡面两个分量，平行坡面地震力分量为F1＝k₁W_n/g，垂直坡面地震力分量为F2＝k₂W_n/g，并计算岩块中第n个岩块滑动临界状态所需第n‑1岩块提供抗滑反力，以及第n个岩块倾倒临界状态所需第n‑1岩块提供抗倾力，根据岩块的抗滑反力与抗倾反力大小判断岩体失稳模式。本发明适用于层状反倾岩体失稳研究。

技术领域

本发明涉及层状反倾岩体研究领域，具体涉及一种层状反倾岩体失稳模式的辨别方法。

背景技术

层状反倾岩体的失稳破坏是一个变形累积的过程，是一个长期变形孕育过程，包括初期倾倒变形、持续变形、极限平衡、失稳破坏等多阶段，在层状反倾岩体中，岩体的稳定状态包括岩体稳定和不失稳两种，其中，不稳定岩体的破坏模式破坏又分为滑动失稳和倾倒失稳两种。

在以往的层状反倾岩体稳定性分析中，采用岩体极限平衡法分析，并假设岩柱底滑面完全连通，且不考虑地震作用的影响。岩体的稳定状态除与坡体形态、岩体结构、结构层面参数等相关外，还与地震荷载有关，同时，实际岩体的底滑面都没有完全贯通，岩体受底滑面和“岩桥”共同作用，并对岩体产生抵抗力和抵抗力矩。不考虑地震外力作用的极限平衡分析结果偏激进，存在一定安全风险，如将岩体底滑面的连通率完全按100％考虑，又会得出过于保守的计算结果。

发明内容

本发明的目的是提供一种层状反倾岩体失稳模式的辨别方法，解决了在分析层状反倾岩体稳定性时，需考虑地震作用以及岩桥作用的影响，提高了层状反倾岩体失稳模式判别的准确性。

本发明采取如下技术方案实现上述目的，层状反倾岩体失稳模式的辨别方法，包括：

步骤1、对层状反倾岩体进行岩块划分，计算各岩块的重量，第n个岩块的重量为W_n，将岩块受到的地震力分解为平行坡面和垂直坡面两个分量，平行坡面地震力分量为F1＝k₁W_n/g，垂直坡面地震力分量为F2＝k₂W_n/g，k₁、k₂分别为为平行坡面、垂直坡面的地震加速度，g为重力系数，n＞0；

步骤2、确定岩块底滑面岩桥的粘聚力c_b、摩擦角φ_b，岩块底滑面的摩擦角φ_jb，岩块底滑面的连通率Jc，相邻岩块上下侧面的摩擦角φ_js，岩块折断滑移面的倾角ψ_p，相邻岩块上、下侧面的摩擦力Q_n、Q_n-1；

步骤3、确定第n岩块底滑面长度△x，岩块底滑面岩桥长度ξ＝1-Jc，则第n个岩块滑动临界状态所需第n-1岩块提供抗滑反力为：

则第n个岩块倾倒临界状态所需第n-1岩块提供抗倾反力为：

M_n为P_n到第n岩块底面距离，y_n为第n岩块的高度，σ_t为岩块底面最大拉应力；

步骤4、根据P_n-1,t、P_n-1,s与0的大小关系判断第n岩块的状态；

步骤5、根据第n岩块的状态判断反倾岩体的失稳模式。