摘要

在澜沧江中上游大华桥水电站的左岸分布着大量顺层陡倾岩质边坡,库区独特的工程地质条件为其提供了良好的变形孕育环境,因倾倒变形体失稳崩落形成的滑坡堆积物在库区分布广泛,这对水电工程的运行和维护造成了极大困难。本文为了研究顺层陡倾岩质边坡的演化过程、倾倒模式以及倾倒变形破坏机理,以库区左岸微风化板岩为参照原型配置相似材料,采用室内底摩擦模型试验方法,分析不同坡角、层面倾角、结构面产状条件下边坡的变形破坏特征。研究结果表明:(1)顺层陡倾岩质边坡主要倾倒破坏模式为拉裂-倾倒式,在演化初期坡脚处岩体由于应力集中最先发生弯曲变形,并由坡体前缘逐渐向中后部发展,坡表中部的岩体也逐渐由顺倾转变为直立至反倾状态,并在重力作用下加速向临空面方向弯曲倾倒,当变形到达一定程度时将沿着最大弯曲部位或结构面发生拉裂折断,最终岩块将会沿着拉裂面产生滑移甚至崩落。(2)通过对比试验模型的坡体参数及变形特征,将7组模型边坡大致分为3类:近直立顺层岩质缓坡、陡倾角顺层岩质陡坡、近直立顺层岩质陡坡。相较于坡角,岩层倾角对顺层陡倾岩质边坡倾倒变形破坏的影响更大;非垂直于层面的缓倾结构面比垂直于层面的结构面更容易引起顺层陡倾边坡的倾倒变形破坏,且相较于外倾结构面,当坡体发育内倾结构面时发生倾倒变形破坏的规模更大。(3)从变形阶段的角度将斜坡的变形演化过程划分为初始变形阶段、倾倒变形阶段、倾倒破坏阶段。(4)从机理上将顺层陡倾岩质边坡发生倾倒变形破坏的过程划分为应力调整阶段、弯曲-蠕变阶段、弯曲-拉裂阶段、倾倒-崩滑阶段。并根据倾倒区的变形程度将变形破坏后的斜坡划分为强倾倒区、弱倾倒区和稳定区。

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