平卧'支撑拱'锁固滑坡动力学机理与稳定性判据

摘要

滑坡在渐进性变形过程中,因滑床或滑坡侧翼位置局部未贯通部位的存在,或滑坡启动以后受前进方向"束口状"地形的约束,滑体变形受限制或运动制动,不能充分失能,从而在这些受限约束部位形成由松散岩土体组成的平卧"支撑拱"结构."支撑拱"结构的形成,相当于滑坡变形的锁固段,它一方面阻挡拱后向下滑移的堆积物,使它在这一带压密、隆起,成为滑体中的应力集中部位;同时又通过拱圈将滑体中心的部分下滑推力传递至两侧拱座,使拱座成为应力相对更为集中的部位.一旦土体中孔隙水压力的增高,使土拱与拱座基岩接触面间的抗剪强度降低到一定程度,将导致某一个拱座失稳被突破,整个拱圈崩溃,进而引起"支撑拱"上部滑体的突然滑动.根据物理模型实验应力分析,滑体中"支撑拱"结构表现为拱顶凸向坡体上方的"最大主应力拱",而在其上方一定高度范围内还出现拱顶凸向坡体下方的"最小主应力拱",据此建立了"支撑拱"的计算模型.假定滑坡岩土体为刚塑性体,在考虑滑体自重力、滑面抗剪强度与滑坡两翼摩阻力的共同作用下,以及最小主应力拱引起的滑体中应力重分布的情况下,确定了"支撑拱"(最大主应力拱)上的均布荷载:根据拱的塑性极限平衡条件,建立了拱稳定性的判据;并定量分析了拱效应出现的条件、拱保持最大与最小稳定性的条件以及各种影响因素.