危岩稳定性计算

4.2危岩体稳定性计算及评价 4.2.1计算模型

目前，按照不同的标准，危岩分类系统多样，但是，从工程防治的角度按照危岩失稳类型进行分类更有价值，可将危岩概化分为滑移式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩3 类。计算公式参考重庆市地方标准《地质灾害防治工程勘察规范》 （DB50/143-2003）中（30）～（50）计算公式。

勘查区内主要为滑移式危岩、倾倒式危岩；当软弱结构面倾向山外，上覆盖体后缘裂隙与软弱结构面贯通，在动水压力和自重力作用下，缓慢向前滑移变形，形成滑移式危岩，其模式见图(图4.2-1)；当软弱夹层形成岩腔后，上覆盖体重心发生外移，在动水压力和自重作用下，上覆盖体失去支撑，拉裂破坏向下倾倒，形成倾倒式危岩(图4.2－2)。

图4.2－1 滑移式危岩示意图

图4.2－2 倾倒式危岩示意图

1、 滑移式危岩体计算 （1） 计算模型

hw

图4.2－3 滑移式危岩稳定性计算示意图(后缘无陡倾裂隙)

危岩后缘后缘裂隙地下水位危岩体hw静水压力VWcosWsinθW软弱θ结构面扬压力Uθ危岩前缘

图4.2－4 滑移式危岩稳定性计算示意图(后缘有陡倾裂隙)

（2） 计算公式

① 后缘无陡倾裂隙（滑面较缓）时按下式计算

K?(Wcos??Qsin??U)tg??clWsin??Qcos?12 （4.2.1）

式中：V——裂隙水压力(kN/m)，V??whw；

2hw——裂隙充水高度(m)，取裂隙深度的1/3。

?w——取10kN/m。

Q——地震力(kN/m)，按公式Q??e?W确定，式中地震水平作用系数?e取

0.05；

K——危岩稳定性系数；

c——后缘裂隙粘聚力标准值(kPa)；当裂隙未贯通时，取贯通段和未贯

通段粘聚力标准值按长度加权和加权平均值，未贯通段粘聚力标准值取岩石粘聚力标准值的0.4倍；

?——后缘裂隙内摩擦角标准值(kPa)；当裂隙未贯通时，取贯通段和未

贯通段内摩擦角标准值按长度加权和加权平均值，未贯通段内摩擦角标准值取岩石内摩擦角标准值的0.95倍；

?——软弱结构面倾角(°)，外倾取正，内倾取负； W——危岩体自重(kN/m)。

② 后缘有陡倾裂隙、滑面缓倾时，滑移式危岩稳定性按下式计算：

K?(Wcos??Qsin??Vsin??U)tg??c?lWsin??Qcos??Vcos?3

（4.2.2）

式中符号同前。 2、 倾倒式危岩计算 （1） 计算模型

βhhwaθbh0H

图4.2－5a 倾到式危岩稳定性计算示意图（后缘岩体抗拉强度控制）

βahwbh0 图4.2－5b 倾倒式危岩稳定性计算示意图（由底部岩体抗拉强度控制） （2） 计算公式

① 危岩破坏由后缘岩体抗拉强度控制时，按下式计算：

危岩体重心在倾覆点之外时：

1K?2?2H?h?b?cos(???)??sin??3sin?cos??Hflk?H?hhw?bW?a?Q?h0?V???cos(???)?3sin?cos??sin?? （4.2.3）

危岩体重心在倾覆点之内时：

1K?2?H?h?2H?hb???cos(???)??W?asin??3sin?cos??flk??H?hhw?bQ?h0?V???cos(???)?3sin?cos??sin?? （4.2.4）

式中：h——后缘裂隙深度（m）；

hw——后缘裂隙充水高度（m）；

H——后缘裂隙上端到未贯通段下端的垂直距离（m）； a——危岩体重心到倾覆点的水平距离（m）；

b——后缘裂隙未贯通段下端到倾覆点之间的水平距离（m）； h0——危岩体重心到倾覆点的垂直距离(m)；

flk——危岩体抗拉强度标准值（kPa），根据岩石抗拉强度标准值乘以0.4的折减系数确定：

?——危岩体与基座接触面倾角（°），外倾时取正值，内倾时取负值； 。 ?——后缘裂隙倾角（°）

其它符号意义同前。

② 当危岩的破坏由底部岩体抗拉强度控制时，按下式计算：

1K?3flk?b?Wa1hw3sin??bcos?)2 （4.2.5）

Q?h0?V(式中各符号意义同前。

③ 对于孤立具有缓倾软弱结构面的危岩体，后缘无裂隙水压力，其计算时要考虑风力作用，稳定性按下式计算：

13 K?flk?b?Wa2(Q?F风)?h0 （4.2.6）