反倾软硬互层岩质边坡倾倒变形破坏机理与影响因素研究

倾倒变形常见于反倾结构边坡，特别在具有软硬互层结构边坡中，甚至可发育为深度上百米的大型滑坡。为进一步探明此类反倾边坡倾倒变形的破坏机制，以及边坡形态结构及岩体力学参数等因素的影响规律，以离心模型试验为原型，结合离散元数值模拟，分析了倾倒变形的形成过程以及在外界扰动下的破坏机制。并通过单因素分析法、正交设计法等，研究了多种因素对反倾边坡倾例变形的影响，通过极差分析获得了各因素的敏感性。通过在岩层内预置大量多边形随机裂隙，数值模拟较好地实现了对破裂面起裂及延展规律的模拟。结果表明:离心模型试验可较好地还原倾倒变形过程，而离散元数值模拟则可对实验结果进行有效的重现与扩展，两者吻合度良好；岩体变形过程存在3个阶段，即起始变形、稳态变形和失稳破坏等阶段；破裂面呈弧形，在变形积累到一定程度后快速形成；边坡可自下而上形成多级破裂面，并伴随岩层的强烈弯曲变形，在外界扰动下，倾倒变形体将由外到内沿不同破裂面形成渐进后退式破坏；多种影响因素中，边坡形态结构影响最大，层面参数次之，软硬岩岩石力学参数的差异影响较小；具体而言，边坡形态与坡体结构对倾倒变形的影响性大小表现为坡角＞倾角＞坡高＞坡形＞层厚比＞层厚，坡角、倾角、坡高越大，坡形越外凸，软硬岩层厚差越小，倾倒变形越容易发生；边坡变形规模主要受形态结构因素控制，倾角和坡角影响最显著。