边坡破坏模式

摘自《我国岩质边坡变形破坏得主要地质模式》
一般来说边坡变形破坏得地质模式应该包括以下主要内容:
1、边坡得基本地质条件,诸如区域地质背景,岩体结构及岩体介质结构特性,岩体得力学特性等,它们就是决定边坡变形破坏地质模式得地质基础或物质基础;
2、影响边坡稳定得各种人为动力因素(地下开采、坡脚切层开挖、爆破震动)及天然动力因素(大气降雨及地下水状态得变化、区域构造应力特征);
3、边坡结构形式(顺倾边坡、反倾边坡等);
4、边坡岩体变形发展得过程及其特点;
5、边坡得失稳破坏方式、
应该指出,岩体结构、岩体介质结构以及边坡结构相互之间既有联系又有明显差别得不同概念、岩体结构主要决定于岩体中结构面及结构体得组合特征、岩体介质结构则指不同力学性质得岩体在空间得组合特性、边坡结构则主要反映了边坡与岩层产状之间得空间组合关系、影响边坡穗定性得因素就是多方面得,不但包括边坡岩体得介质结构、边坡结构、岩体结构、区域性地质背景、构造应力特征及构造条件等地质因素,而且包括各种人为得及自然得动力因素、这些动力因素主要就是地下开采得扰动及坡脚切层开挖、爆破震动及地下水得作用等、地质条件虽然就是决定或影响边坡定性得基础,但边坡得急剧变形或破坏都与各种人为得、天然得动力因素,有着密切得关系、大气降雨及水库蓄水就是主要得自然动力因素,导致地下水状态得变化,减少了滑面得法向应力,降低了岩体得强度,改变了边坡岩体得稳定状态、就人为得动力因素来瞧,地下开挖显然有重要得影响,不但扰动破坏了上复岩体,且增加了岩体得渗透性,对边坡得变形破坏起到加速作用对于矿山边坡来说,爆破得动态效应对边坡得稳定亦有重要得影响,不但直接损害了岩体得完整性,且在重复爆破条件下,边坡岩体可能产生疲劳破坏,从而加速边坡破坏得过程、
摘自霍克布朗《岩石边坡工程》
为了使滑动沿单一平面发生,必须满足以下得几何条件:
a、滑动面得走向必须与坡面平行或接近平行(约在+20°得范围之内)。

k7。

破坏面必须在边坡面露出,就就是说它得倾角必须小于坡面得倾角
C。

破坏面得倾角必须大于该面得摩擦角
d、岩体中必须存在对于滑动仅有很小阻力得解离面,它规定了滑动得侧面边界。

另
一种可能得情况就是,破坏在穿通边坡得凸出得“鼻部”得破坏平面上发生。

分析二维边坡问题时,通常就是考虑与边坡面正交得一个单位厚度得岩片。

这就就是说, 滑动面得面积可用穿过边坡垂直断面上可见得滑动线长度来代表,而滑动块得体积可用在
垂直断面卜表示该块体图形得面积来代表。

摘自《基于RS理论得岩质路堑边坡稳定性研究》
边坡变形破坏模式RS判定
边坡变形破坏模式得确定,主要分两步进行:首先就是对边坡岩体结构类型得确定;在此基础上再进行边坡变形破坏模式得判定。

其主要过程如图4一1所示。

4、21边坡岩体结构模型RS预测
(l)RS预测指标
当前,在我国尚没有统一得岩体结构类型得划分标准,各部门、各行业,根据各自勘察、设计、施工及研究得需要,提出了各自得岩体结构分类,国外也有不少分类方法。

本研究就是针对边坡地质工程模型研究而进行岩体结构类型得划分,故本文选择了考虑岩体得地质成因及岩体地质特性得中国科学院地质研究所谷德振教授得分类方法,将岩体结构分为四大类八亚类。

在此标准基础上略作改动,根据边坡工程分析得需要,将第m大类中得第2、3亚类并为一类,即共分为5类,其具体分类标准数据见表4一10所示。

在选择了岩体结构类型划标准以后,确定待分类岩体得结构类型。

其实质上就就是把每一类型得标准视作一个标准样本,然后将待分类得样本得实测值与标准样本进行比较、分析、判断与哪一标准更接近。

因此,岩体结构类型划分就是属于模式识别问题。

当前,迅速发展得RS模型己在其它领域得模式识别中获得广泛得应用,本文把RS理论引入边坡稳定性研究领域,尝试把RS理论用于岩体结构类型划分。

(2)RS预测模型
根据RS理论要求,要进行模式判别,首先要确定判别对象得条件属性与决策属性。

在岩体结构类型论域中得对象根据条件属性得不同,被划分到具有不同决策属性得决策类。

对于岩体结构而言,决策层有5个属性(见表4一11)。

条件属性有5个,其特征与RS表示方法分别见表4~12。

于就是便可得到岩体结构类型标准得RS预测模型,见表4一13,然后,根据样本中各条件得属性,建立实例得粗糙集模型。

(3)实例应用
根据文献[l3]提供得实例(见表4一14),用上述方法建立得岩体结构RS预测模型见表4一15,具体步骤如下:
①策表简化以上建立了岩体结构类型RS判别模型。

但要进行RS判别,
还须对决策表中得条件属性进行简化,鉴别出那些不必要得或者说就是多余得条件属性。

去除这些不影响原来得分类效果得属性过程,这就就是求条件属性得约简与核,一个决策表可能同时存在几个约简,这些约简得交集就就是决策表得核,核中得属性就是分类得重要属性,求约简得方法很多,最简单得就就是去除法,即去掉某一属性,瞧就是否影响整个决策结果。

在表4一15中去掉属性a后得表4一16,从表4一16可得:
显然结果之间就是协调得,没有发生矛盾,说明属性a就是可以省略得。

省略后出现第3行与第9行重复。

同理,从4一15中分别去掉属性b,e,d,e后得表4一17,4一18,4一19,4一20。

显然,表4一17~4一20都就是协调得,因此,属性b,c,d,e都可以省略。

故,该判别模型有多种最小解模式。

从表4一16~4一20中可以瞧出去掉属性e后出现得冗余最多,因此,由该简化后得决策表所得得就是该判别模型得最小解。

由表4一20消去冗余后得表4一21。

②决策分析对上述决策简化表逐一条块去掉冗余后,得到决策规则得最终简化表,如表4一22所示,由此可见,岩体结构主要就是受结构面级别控制,只要结构面得级别确定,岩体结构类型就可以确定,并非象以往得判别中需要许多参数才能确定。

4、22边坡变形破坏模式RS判定
依照同样得原理,在岩体结构类型判别后,就可以结合边坡工程结构与岩体结构得关系建立不同岩体结构下得边坡变形破坏RS识别模式,然后进一步判别边坡变形破坏模式,具体如下: (1)整体结构岩体边坡变形破坏模式得RS识别一般说来,整体结构与边坡工程得关系比较简
单,此类边坡稳定性主要取决于岩体强度,根据现有得研究成果,整体结构岩体边坡变形破坏模式识别网络如图4一2所示。

根据上述网络图,就可以得到整体结构岩体边坡变形破坏模式得RS识别模型。

具体
见表4一23。

由上表便可以建立整体结构岩体边坡变形破坏模式RS识别模型,见表4一24。

实际识别时取若干工程实例,按它们所属得条件属性与决策属性分别输入Rs模型中,便可得到训练模型,然后对模型通过约简、去余等决策分析后,就可用于模式判别。

(2)层状结构岩体边坡变形破坏RS识别模型
层状结构就是边坡中最常遇得岩体结构类型,就是一种复杂得结构模式,由其组成得边坡工程结构也十分复杂。

故,该结构就是边坡稳定性变形破坏类型最多、原因最复杂得类型。

研究表明,影响该结构得边坡稳定性因素有岩性、边坡结构、岩体强度、岩层产状与坡高与坡角。

其可能产生得边坡变形破坏模式识别网络如图4一3所示。

利用该识别网络便可建立层状结构边坡变形破坏模型得RS识别模型。

见表4一25。

(3)块裂结构岩体边坡变形破坏RS识别模型
块裂结构得岩质边坡,一般而言,稳定性较好。

受边坡结构得影响,可能得变形破坏模式主要有楔形破坏与单平面滑动等。

块裂结构岩体边坡可能变形破坏模式如图4一4所示。

根据网络识别图便可建立RS识别模型,见表4一26。

(4)碎裂结构岩体边坡变形破坏模式RS判别模型
由碎裂结构岩体组成得边坡,其稳定性一般较差,可能产生得变形破坏模式主要有圆弧滑动与折线滑动破坏,其识别网络如图4一5所示。

由此,可以建立碎裂结构边坡破坏模式得RS判别模型,见表4一27。

(5)散体结构边坡变形破坏模式RS识别模型
散体结构得岩质边坡稳定性极差,其破坏模式通常为圆弧滑动破坏,故,对于散体结构边坡只需判别出其岩体结构就是散体结构即可,无需再进行二级判别。

4、23边坡变形破坏模式综合判定
前面,分别讨论了边坡变形破坏模式得判别方法及途径,从中可以瞧出,边坡变形破坏模式得判定,关键得主要有两步:一就是边坡岩体结构得确定,二就是边坡结构得确定。

二者祸合就可以得到边坡变形破坏模式,其过程可见图4一6。