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工程岩体在很多情况下存在加、卸荷的受力条件,岩体边坡的开挖过程,在力学本质上是一个卸荷过程。岩体卸荷的本质是原岩应力降低,导致岩体结构松弛。因此,对边坡工程的分析应采用有别于传统的卸荷岩体力学方法进行稳定性研究,使计算结果更加接近工程实际。本文以巴基斯坦山达克铜金工程边坡为背景,在现场勘查、采样的基础上,进行了较为完备的岩石物理力学试验;对边坡的失稳模式进行了识别分析;在岩石三轴卸荷试验的基础上进行了考虑与不考虑卸荷条件的边坡稳定性对比分析;最后对边坡的整体稳定性进行了分析。研究获得以下主要结论:
(1)通过现场地质勘查、岩石采样,进行了岩石的物理力学试验,同时也进行了岩体节理面的直剪试验,测试了岩石节理的剪切强度特征。通过试验获得了岩石物理力学参数和典型岩石节理的抗剪强度。
(2)山达克边坡节理发育,边坡的失稳模式以楔形体失稳最为普遍,弯曲倾倒失稳和直接倾倒失稳较少,部分区域出现了复合式失稳。
(3)在卸荷试验条件下,岩体的强度降低,在相同的受荷情况下,卸荷路径更容易引起岩石的破坏。
(4)考虑了开挖卸荷效应后,边坡的位移量增加,边坡岩体的节理裂隙、破坏区也有所扩展。
(5)山达克边坡在自然状态下具有较好整体稳定性,局部台阶有失稳的可能性。在爆破震动的影响下,边坡整体有潜在滑移的可能性。