2020注册岩土工程师基础知识考点：岩质边坡应力分布特征

中公建设工程网 2020-01-09 浏览次数：317

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岩质边坡应力分布特征

斜坡的变形与破坏，取决于坡体中的应力分布和岩体的强度特征，了解坡体中应力分布特征，对认识斜坡变形与破坏机理很有必要;对正确评价斜坡的稳定性，制定合理的设计和整治方案有指导意义。但是，由于坡体通常不是均质各向同性的介质，坡形也千姿百态，在坡体变形与破坏过程中，其应力状态又不断地变化着，因此下面只能对岩质边坡应力分布的特征作一规律性探讨。

(一)形成边坡后应力状态的变化

形成边坡后，由于边坡的卸荷作用，并且具有了向临空面方向变形和位移的空间，边坡的应力将重新分布。下面我们用有限单元法分析均质边坡的弹性应力状态。根据有限单元法的计算，形成边坡后，岩体的应力主要发生了以下变化：

1.由于应力重新分布，边坡周围主应力迹线发生明显偏转，其总的特征为愈靠近临空面，最大主应力(σ1)愈接近平行于临空面，最小主应力(σ3)则与之趋于正交。

2.坡脚附近最大主应力(相当于临空面的切向应力)显著增高，且愈近表面愈高;最小主应力(相当于径向应力)显著降低，于表面处降为零，甚至转为拉应力。

3.坡缘(坡面与坡顶面的交线)附近，在一定的条件下，坡面的径向应力和坡顶面的切向应力可转化拉应力，形成一张力带。

4.与主应力线偏转相联系，坡体内最大剪应力迹线由原来的直线变为近似圆弧形，弧的凹面朝着临空。

5.坡面处由于径向压力实际等于零，所以坡体实际上处于单向应力状态(不考虑坡面走向方向的应力σ2)，向内渐变为两向(不考虑σ2时)或三向状态，并逐渐恢复到原始应力状态。

上述应力分析只能适用于均质各向同性的岩体中，如果边坡同内存在大的断层或层状岩体，则其应力分布必有较大的差异。

(二)影响应力分布的主要因素

研究表明，岩体中的原始应力状态、坡形、岩体的变形特征和结构特征，对边坡岩体中的应力分布都有不同程度的影响。其中，以原始应力状态的影响最为显著。

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