1斜坡应力场的基本特征VIP免费

1 一、斜坡应力场的基本特征 斜坡成坡过程中，临空面周围的岩体发生卸荷回弹（图 9-2上），引起应力重 分布和应力集中等效应（图 9-2下）。据有限元研究，斜坡成坡后，岩体的应 力状态较以前发生了以下几个主要方面的变化： （１）由于应力的重分布，斜坡周围主应力迹线发生明显偏转。无论是在重力场条件下，还是在以水平应力为主的构造应力场条件下，其总的特征表现为愈靠近临空面，最大主应力愈接近于平行临空面，最小主应力则与之近于正交（图 9-2下）。 （２）由于应力分异的结果，在临空面附近造成应力集中带。但坡脚区和坡缘(斜坡面与坡顶面的交线)区情况有所不同。具体体现在： 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（图 9-2下）；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）与主应力迹线偏转相联系，坡体内最大剪应力迹线由原先的直 线变为近似圆弧线，弧的下凹面朝着临空方向。 （４）坡面处由于径向压力实际等于零，所以实际上处于单向应力状态(不考虑斜坡走向方向的σ2 时)，向内渐变为两向或三向(考虑σ2时)状 态。 ２影响斜坡岩体应力分布的主要因素 （１）原始应力状态的影响： 岩体的原始应力状态中，水平剩余应力的大小对坡体应力状态 的影响尤为显著。它不但使主应力迹线的分布形式有所不同(图 9－2 2 下)，而且明显地改变了各应力值的大小，尤其对坡脚应力 集中带和张力带的影响最大。在坡脚区，根据图 9－2可见，坡底的切向应力最大值约相 当于原始水平应力的三倍左右。当有侧向水平应力时，该值成 倍增高，如当σL＝3ρgh时，该值可达 7－10ρgh ，与σL=0 的情况相比，相差十分悬殊。 （２）坡形的影响：研究表明，坡高并不改变应力等值线图像，但坡内各处的应力值，均随坡高增高而线性增大。坡角明显改变应力分布状况。随坡角变陡，坡面附近张力带范围也随之扩大和增强（图9-3），成坡过程中，位移矢量离面趋势也变得更加明显 （图 9-2上） ；坡脚应力集中带最大剪应力值也随之增高 （图 9-4） 。 圆形和椭圆形矿坑边坡，坡脚最大剪力仅只有一般斜坡的二分之一左右。 （３）斜坡岩体特征和结构特征的影响： 研究表明，岩体的弹性模量对均质坡的应力分布并无明显影响。岩体的泊 松比( μ )可以改变 σx 、τxy 的大小，但是当斜坡中侧向剩余应力很高时，这 种影响也就被掩盖了。可见，均质坡中，岩体...