贯通滑面咬合凸体的解锁机理及强度分析

摘要

块石凸体的咬合作用是保证滑面贯通型坡体稳定的核心屏障,但其强度机理和解锁模式还不清晰。为此,以岩石力学为基础,通过合理建模分析了咬合失稳模式。继而,借助古典摩擦定律和极限分析理论,分别从接触和能量角度阐明了凸体在滑跃和剪断两类不同模式下解锁的条件和机理,解析了不同荷载环境下凸体咬合强度的表达。最后,算例分析表明:1)下滑力T与上覆荷载P的绝对值及相对值决定了咬合凸体的稳定状态和破坏模式。当T/P较大且大于临界值ξ后咬合凸体滑跃解锁,反之当T/P较小但T却够大时凸体剪断解锁,否则保持稳定;2)滑跃解锁是凸体几何形状和荷载环境满足条件下咬合面滑动摩擦的结果,而剪断解锁则是外力功沿潜在破坏面耗散的过程;3)滑面凸体咬合强度是不同荷载环境下凸体以不同模式失稳的临界力学条件的综合反映。