1、四川大学学报（工程科学版）http:/ 1，侯克鹏 1，杨溢 1*，肖慧 1，杜俊 1，程 涌 2，杨八九 2(1. 昆明理工大学 国土资源工程学院，云南 昆明 650093；2. 云南亚融矿业科技有限公司，云南 昆明 650093) 摘要：上陡下缓型高陡层状岩质边坡在我国西部地区典型发育，开挖与卸载交替作用对其变形失稳破坏具有非常重要的影响。以云南磷化集团有限公司所属尖山磷矿上陡下缓型高陡层状岩质边坡为工程背景，依据相似理论开展了模型试验研究，分析开挖与卸载交替作用对这类型岩质边坡变形失稳的影响。结果表明：上陡下缓型高陡层状岩质边坡随开挖深度的逐渐增加，其对应的位移变形量也逐步变大，边坡整体
2、上表现为上部向下运动，下部受压向临空面方向隆起的变形规律，同时当开挖至一定的深度后，坡面与坡中均会发育较多的走向裂缝，且随着开挖深度的不断增加，其不断向坡体深部延伸发展；在整个开挖过程中，坡体中会发育形成“平面与圆弧面复合型” 类型的潜在最危险滑移面，且表现为“滑移-弯曲-剪切”的变形失稳破坏特征；对边坡开展的浅部卸载作用效果不理想，虽其位移变形量有所减小，但没改变坡体整体的变形失稳趋势，然对边坡施加的深部卸载作用效果非常明显，使坡面及坡顶产生的裂缝几乎完全消除。研究结果可为我国西部大开发过程中面临的上陡下缓型高陡层状岩质边坡的预警预报与治理设计提供参考。关键词：开挖与卸载交替作用；上陡下缓；
3、高陡层状岩质边坡；相似模型试验中图分类号： 文献标志码：AExperiment of Alternating Actions of Excavation and Unload Effects on Deformation and Instability of High and Steep Bedding Rock Slopes with Upper Steep and Lower Gentle StyleYang Zhiquan1, ,Hou Kepeng1， Yang Y1i, Xiao Hui1, DuJun1, Cheng Yong2,Yang Bajiu2(1. Faculty of
4、Land Resources Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming ，Yunnan 650093，China；2. Yunnan Ya-rong Mining Technology Co.，Ltd.，Kunming，Yunnan 650093，China)Abstract: Alternating actions of excavation and unload have a very important influence on deformation and instability of high
5、and steep bedding rock slopes with upper steep and lower gentle style, which are widely distributed i in Chinas western regions. Taken the high and steep bedding rock slopes belonging to Jianshan phosphorite mine, Yunnan phosphate group Co., Ltd as engineering background, model experiment had been c
6、onducted on the basis of similarity theory, alternating actions of excavation and unload effects on their deformation and instability were investigated. Research results showed that: deformation displacements of high and steep bedding rock slopes with upper steep and lower gentle style progressively
7、 becomes larger with depth of excavation gradually increasing. Its integral deformation laws are that upper slope moves downward, while lower part uplift to the free surface due to compression. At the same time, when the excavation is to a certain depth, many strike cracks can be developed into the
8、slope, then they continuously extended to the slope body in pace with increasing excavation depth; during the whole process of excavation, potentially most dangerous slip surface of composite-style with plane and circular arc surface have be developed gradually into the slope, and deformation and in
9、stability characteristics of slipbendingshear style have be shown; although the deformation of the slope 收稿日期：基金项目:国家自然科学基金(41071058,41402272)；云南省应用基础研究计划项目(2015FB122),云南省省级人培项目(KKSY201421016 ); 云南省教育厅科学研究基金重点项目(No.2014Z031)作者简介：杨志全（1983） ，男，讲师，博士，研究方向：主要从事岩土力学与防灾减灾工程研究. E-mail:。*通信联系人 E-mail: 。网络出版
10、时间: 网络出版地址: 四川大学学报（工程科学版）http:/ reduced, the trend of deformation and instability of slope is not changed, so the shallow unloading effect is not ideal, while deep unloading effect is very obvious and cracks in the slope almost completely eliminated. Research achievements play a reference guiding ro
11、le for early warning and forecast and control design of high and steep bedding rock slopes.Key Words: alternating actions of excavation and unload；upper steep and lower gentle style；high and steep bedding rock slopes；similarity model experiment引言层状岩质边坡广泛存在于铁路、水利水电、公路及矿山开采等工程之中，甚至在大多数工程中出现了较多的高陡层状岩质边
12、坡。它们在降雨、工程开挖、地震或爆破振动等作用下，会出现不同程度的变形失稳现象，甚至会诱发形成滑坡与崩塌等地质灾害，不仅严重影响工程施工进度和工作人员的安全，而且威胁当地人民的生命财产安全，制约当地经济的发展。如，2009 年 6 月 5 日，重庆武隆县铁矿乡鸡尾山铁矿发生的山体滑坡，造成 74 人失踪、26 人死亡、掩埋民房 12 栋及侧前方共和铁矿矿井入口。目前，较多的学者对工程开挖对层状岩质边坡变形特征及失稳机理等方面开展了一系列的研究，并取得了丰富的研究成果。王兰生探讨了层状岩体边坡的变形破坏模式 1，梅松华在此基础上研究了其在工程开挖作用下的变形特征与破坏机制 2。肖世国分析了层状岩
13、质边坡开挖松弛区的确定及数值分析方法 3-4，冯学敏则探讨了岩质高边坡开挖卸荷松弛准则，并将其较好地运用于工程实践 5。江学良、林杭与汤平等分别对二维层状岩质边坡的开挖过程、破坏模式与开挖卸荷对其稳定性的影响开展了数值模拟分析 6-8，而殷德胜采用动态有限单元法模拟研究了三维岩质边坡的开挖过程 9，一些学者利用数值模拟分析方法也对开挖扰动对露天矿岩质边坡稳定性的影响开展了一定的研究 10-13。一部分学者采用地质力学模型试验更直观地研究分析了工程开挖对公路沿线层状岩质边坡的变形特征、失稳机理、破坏模式及稳定性的影响 14-22，以肖克强、陈从新、冯君、孙书伟、曹卫文及李桂荣等人的研究成果为典型
14、代表。为应对我国社会快速发展和能源极大需求，西部大开发的建设速度越来越快与建设规模也日益增大，因此，较多的工程领域在建设开发过程中会面临着高陡层状岩质边坡，如，水利水电工程、铁路、公路，矿山、军事等。高陡层状岩质边坡在长期且日益强烈的开挖作用下，其稳定性和安全性必然会越来越差，为保证安全的建设施工，综合考虑工程开发实际情况及经济成本，一些高陡层状岩质边坡可采取卸载方式来提高其稳定性与安全程度。上陡下缓型高陡层状岩质边坡是我国西部地区典型发育的一类层状岩质边坡。据不完全统计，云南省境内矿山区域发育的典型岩质边坡中，60%属于 上陡下缓型高陡层状岩质边坡类型，如，云南磷化集团的尖山磷矿；昆明钢铁集
15、团的小河边矿山、云南铜业集团的大平掌等矿山均发育有上陡下缓型高陡层状岩质边坡。我国西部绝大部分地区坡高谷深，坡体上部及中部区域在强烈的地质构造作用及坡体自重作用影响下，坡体整体呈现为“较陡-陡”的地貌形态；而坡体中下部区域在地基支撑力的反作用下，坡角表现为“较缓-缓”的变化特征，因此较多的高陡层状岩质边坡表现为“上陡下缓型”的典型特征。通过野外考察及分析该类边坡的结构面特征，可发现其主要由三组优势结构面控制，其中，第一组优势结构面为主要的控制结构面，其产状与边坡坡面产状非常近似，且倾角由上到下呈现为 “陡-缓” 的变化特征；第二与三组优势结构面倾向坡内，将层状岩体沿倾向方向分割为块状，导致岩体
16、自稳能力急剧降低。由此可见，上陡下缓型高陡层状岩质边坡不仅为我国西部地区正常的生产经营四川大学学报（工程科学版）http:/ 边坡工程概况本文所选取的工程研究对象为云南磷化集团有限公司所属的尖山磷矿上陡下缓型高陡层状岩质边坡(见图 1)。在生产中以“一面坡”的开采方式开挖该边坡来开采磷矿石，最高点海拔 2225.75m，最低侵蚀基准面标高为 1883.15m，坡高 342.6m。坡体由上到下呈现为 “较陡- 陡-缓 ”的变化特征，从坡顶向下延伸 150-200m 高差段的边坡坡角为 35-45，中部约 100-150m 高度的坡体坡角分布在 45-50的范围内，而下部坡体段的坡角较缓，为 20
17、-30；且各段坡体中的岩层倾角与对应坡段的坡角相差不大23。该岩质边坡目前已被开挖到 1935m 高程；在不同阶段的采矿开挖作用影响下，边坡的中上部区域发育形成了较多的裂缝及中下部坡体会产生明显的隆起及翘曲变形。2007 年，边坡开挖至 2035m 时，形成垂直高度 185 米的“一面坡” ，顶部发育了一条自东向西的走向裂缝，裂缝长度 200余米，裂缝宽度 15mm-500mm，肉眼可见深度约 4 米。在 2009 年，当开挖至2020m 时，边坡顶部发育的走向裂缝，其宽度变化到 50mm-650mm，且肉眼可见深度约 6.5 米，同时在约 2180m 高程处发育了一条自东向西走向裂缝，长度
18、50 余米，裂缝宽度 10mm-200mm，肉眼可见深度约2.5 米。目前，该边坡已回采至 1935m 时，在约 2195m 高程处也出现了一条自东向西走向裂缝，长度 70 余米，裂缝宽度 20mm-350mm，肉眼可见深度约 3.5 米。同时，在不同阶段的开挖过程中，下部坡体岩体会出现明显的隆起及翘曲变形现象。边坡发育的裂缝及出现的隆起与翘曲变形见图2。该边坡地层岩性主要由黑页岩( 1m3)、磷矿体( 1m2)、砂质白云岩 (1m1)及细粉晶白云岩(Zbdn) 组成，具体分布见图 4。研究区地质构造较简单，仅有如图 4所示的 F1-1与 F1-2两逆断层。 F1-1与 F1-2两个逆断层大致
19、平行，均呈近东西的总体走向，其中 F1-1逆断层为该边坡的主要断裂，倾向 330-20， F1-2逆断层倾向 340-360。图 1 尖山磷矿高陡层状岩质边坡全貌图Fig.1 Close-up view of high and steep bedding rock slopes belonging to Jianshan phosphorite minea 坡顶发育的典型裂缝四川大学学报（工程科学版）http:/ 中下部岩体出现的隆起及翘曲变形图 2 尖山磷矿岩质边坡目前发育的典型裂缝及隆起与翘曲变形Fig.2 Typical cracks and warping deformation of
20、 rock slopes belonging to Jianshan phosphorite mine2 相似模拟实验2.1 试验材料制备综合考虑尖山磷矿高陡层状岩质边坡现场及室内试验场地的实际情况，本实验设计的几何相似比 =1：200 ，重度相似lC比 =1：1.8，由此根据相似理论可得：= =1:360l= =1:200Cl= = =1:1；= = = = = =1:360RcE上式中： 为应力相似比； 为位CC移相似比； 为几何相似比； 为泊松l 比相似比； 为内摩擦角相似比； 为应变相似比； 为几何相似比； 为抗CRC压强度相似比； 为黏聚力相似比；c为边界应力相似比； 为弹性模量相E
21、似比； 为剪应力相似比。C依据上面的相似比关系，试验选取河砂与石膏材料进行试验所需相似材料的配比与制备，其力学参数见表 1。通过开展相似材料配比试验研究可得：黑页岩与矿体采用河砂：石膏=9 ：1 的配比组合而成，砂质白云岩的配比为：河砂：石膏=8：1；细粉晶白云岩采用河砂：石膏=6：1 的比例来配置。表 1 边坡层状岩体与模型材料物理力学参数Tab 1 Physical and mechanical parameters of bedding rock and model materials岩性类别模型类别容重(kN/m3)抗压强度(MPa)弹性模量(MPa)泊松比原型 26.0 65.65
22、1850 0.27黑页岩模型 14.44 0.18 5.13 0.23原型 27.2 82.89 6750 0.23磷矿体模型 15.11 0.23 18.75 0.23原型 27.6 168.3 9230 0.23砂质白云岩 模型 15.33 0.47 25.64 0.23原型 28.1 189.92 4205 0.22细粉晶白云岩 模型 15.61 0.53 11.68 0.222.2 试验装置根据几何相似比，笔者自行设计与加工了一套边坡变形失稳模型试验装置。本装置采用螺钉胶结将上部槽钢与下部桁架连接组合而成，为保持其稳定性，在下部设置斜支撑。边坡变形失稳模型试验装置整体示意图见图 3。为
23、监测边坡在开挖与卸载过程中的位移变化特征，本实验在构筑好的边坡模型上布置一系列由图钉和粘性纸构成的观测点，并在整个实验过程中用经纬仪测量各个点的位移变化规律。2.3 试验方案为全面地分析开挖与卸载交替作用对上陡下缓型高陡层状岩质边坡变形失稳的影响，本文以云南磷化集团有限公司所属的尖山磷矿的层状岩质边坡为研究对象，完全模拟其历史、现状及未来的开挖与卸载交替作用。为求再现上陡下缓型高陡层状岩质边坡的岩体结构特征，试验选取位于坡体中部位置的典型地质剖面为原型。四川大学学报（工程科学版）http:/ 4 与图 5。该剖面顶部高程为 2220m，拟设计开挖的最低高程为 1880m；坡体形态由上到下表现为
24、“较陡-陡-缓”的变化特征，在 2220m-2050m 高程段坡体的坡角为 40-44，而高程 2050m-1910m 段及 1910m 以下部分边坡角分别为 47-50与 23-27；同时各段坡体中的岩层倾角近似与对应坡段的坡角相等。因此，在实验中设计 1.7m 高的层状岩质边坡模型模拟实际高差为 340m 高的边坡（2220m-1880m） ；上半部分（模拟2220m-2050m 段的实际边坡）设计的坡角为 42，中部约 0.70m 部分（模拟 2050m-1910m 段实际边坡）设计的坡角为 50，而模拟的 1910m-1880m 段的边坡部分设计的坡角为 25，且设计各段坡体中的岩层平
25、行于对应的坡面；在模型上共布设 157 个监测点。填筑好的层状边坡模型见图 3。根据尖山磷矿上陡下缓型高陡层状岩质边坡受历史、现状及未来的开挖与卸载作用情况，试验拟设计以下5个步骤依次开展： 对原始的“一面坡”进行开挖到2020m 的高程位置（实验中对应从顶部向下开挖 1m 的高度） ，该阶段设计 7 步开挖，每步开挖约 28.6m 的高差（对应实验中约14.3 cm 的高度） ，见图 6-a；图 3 上陡下缓型高陡层状岩质边坡模型试验装置整体示意图Fig.3 Whole diagrammatic sketch of experimental facility on high and stee
26、p bedding rock slopes with upper steep and lower gentle style图 4 试验选取的尖山磷矿边坡的典型地质剖面图Fig.4 Typical geological profile chose in the experiment年 代地 层 岩 石地 层 地 层代 号 柱 状 图1:50岩 性 描 述寒武系下统 梅树村组 1m3-2zbdn 1m3- 1m2- 震 旦 系 上 统 灯 影 组 磷 矿 赋 存 层 位 ， 厚 度 21.65m， 按 层 位 结 构 分 为 三 层 ： 上层 矿 ， 厚 度 一 般 在 9 47之 间 ， 由 白
27、 云 质 粒 状 磷 块 岩 、粒 状 磷 块 岩 、 生 物 水 屑 磷 块 岩 组 成 。 为 水 云 母 粘 土 层 ， 厚 度0.58m， 是 上 、 下 层 矿 之 间 的 夹 层 ， 为 十 分 稳 定 的 主 要 标 志层 。 为 下 层 矿 ， 一 般 在 83 0之 间 ， 最 大 厚 度 为 16.5m，由 致 密 状 磷 块 岩 、 条 带 状 磷 块 岩 组 成 下 层 矿 直 接 底 板 岩 层 ， 岩 性 为 层 纹 状 含 磷 细 晶 白 云 岩 、 含 磷砂 质 白 云 岩 夹 砾 状 白 云 岩 、 燧 石 条 带 ， 厚 度 均 匀 ， 层 厚 47，其 下
28、 与 震 旦 系 上 统 灯 影 组 呈 整 合 接 触 灰 、 灰 白 色 中 厚 层 状 细 粉 晶 白 云 岩 ， 夹 硅 质 白 云 岩 或 藻 白 云 岩 ，厚 度 大 于 460m。 含 燧 石 条 带 、 团 块 。 中 部 夹 紫 、 黄 绿 色 粉 砂 页 岩 层 厚 约 为 5.1 7m， 分 布 于 背 斜 两 翼 。 该 地 层 又 分 为两 层 ： 上 部 褐 黄 、 紫 灰 色 粉 砂 质 泥 岩 为 主 ， 间 夹 薄 层 粉 砂 岩 、黑 色 泥 岩 ； 下 部 主 要 为 灰 黑 色 中 厚 层 状 粉 砂 质 泥 岩 （ 俗 称 黑 页岩 ） ， 局 部 见
29、 黄 铁 矿 散 粒 ， 白 云 石 、 细 脉 、 褐 黄 色 铁 泥 质 薄 膜 ，矿 体 上 盘 大 约 80%分 布 着 这 种 岩 性 ； 下 部 由 白 云 质 、 粉 砂 泥 质 、海 绿 岩 、 燧 石 、 锰 质 、 磷 质 组 合 ， 为 矿 层 直 接 顶 板 ， 岩 性 为 灰色 中 厚 层 状 粉 砂 泥 质 白 云 岩 。 本 地 层 为 露 天 磷 矿 的 主 要 剥 离 体筇 竹寺 组 1q上 部 为 黄 绿 色 钙 质 页 岩 夹 薄 -中 层 状 白 云 质 粉 砂 岩 ； 下 部 为 深灰 色 碳 泥 质 页 岩 ， 夹 少 量 薄 层 状 白 云 质 粉
30、 砂 岩 ； 层 厚 约 1.83-5m厚 2， 可 分 为 四 段 ： 灰 、 浅 黄 色 薄 层 状 白 云 质 粉 砂 岩夹 深 灰 色 泥 岩 ； 灰 褐 色 中 -厚 层 状 细 粒 石 英 砂 岩 ； 黄 褐 、 深 灰色 粉 砂 质 页 岩 夹 黄 色 薄 层 状 细 粒 石 英 砂 岩 ； 灰 褐 色 厚 层 状 细 粒石 英 砂 岩 ；D2h海 口 组宰 格 组 3Z 厚 7m， 上 部 为 灰 、 深 灰 色 厚 层 状 中 、 粗 晶 白 云 岩 ； 中 部 夹 少量 厚 层 状 灰 白 色 泥 质 白 云 岩 ； 下 部 为 深 灰 色 厚 层 状 白 云 质 灰 岩
31、；泥 盆 系中 上 统残 坡 积 、 冲 积 层 ， 由 土 黄 色 砂 土 、 砾 石 等 组 成Q第 四 系图 5 地层岩性柱状图Fig5 integrated histogram of formation lithology 为研究“卸载作用 ”对开挖之后边坡变形失稳的影响，在开挖基础上设计对边坡进行第一次卸载（浅部卸载） ，分别在高程 2190m、2160m、2130m 、2100m 及2070m 处削坡形成 5 个台阶，其中，2190m 与 2070m 台阶设计的平台宽度为4m（对应实验的 2 cm） ，2160m、2130m与 2100m 台阶的平台宽度设计为 8m（对应实验的 4
32、 cm） ，见图 6-b； 在步的基础上继续向下开挖至1940m 高程位置（对应实验中在 设计的开挖高度处向下开挖 0.4m） ，见图 6-c； 设计二次卸载（深部卸载） ，将高程 2190m 以上的坡体部分完全卸掉，并保持中的 5 个台阶，但它们的平台宽度全部设计为 8m；同时分别在高程 2035m 与2000m 处削坡新增 2 个台阶，其平台宽度分别设计为 8m 与 16m，见图 6-d；四川大学学报（工程科学版）http:/ 继续向下开挖至 1880m 的高程位置（模型实验的底部） ，见图 6-e。a 开挖至 2020m b 第一次卸载（浅部卸载）c 继续开挖至 1940md 第二次卸载
33、（深部卸载）e 开挖至 1880m图 6 试验设计方案Fig.6 designed scheme of experiment3 试验结果与分析3.1 试验结果按照以上设计的 5 个步骤依次开展试验得到的试验结果如下：1）随着原始“一面坡”开挖深度的不断增加，其对应的位移变形量也逐步增大。从该步开挖的位移变形图与位移矢量场都可分析得到边坡坡体上部与下部岩层分别表现为受压与向临空面方向隆起的变形特征（见图 7-a 与 b） 。当开挖到 2050m 高程处，坡顶开始出现初始深度约为 5cm（对应实际 10m） 、宽度约为 1mm-2mm（对应实际 0.2-0.4m）且约 1.7 cm（对应实际3.5
34、m）深度具有肉眼明显可见裂开特征的走向裂缝；且随着开挖深度的逐渐增加，裂隙不断向坡体深部延伸发展，当开挖到2020m 高程时，坡顶形成的裂缝深度可达到 10cm（对应实际的 20m） 、宽度约为1.5mm-3.5mm（对应实际 0.3-0.7m）且约3.5cm（对应实际 7m）深度具有肉眼明显可见裂开特征；同时在坡顶据临空面约15cm（2190m 高程）处出现了走向裂缝（见图 8） ，初始深度约为 3cm（对应实际6m） 、宽度约为 0.2mm-1mm（对应实际0.06-0.2m）且约 1 cm（对应实际 2m）深度具有肉眼明显可见裂开特征的走向裂缝。该步试验开挖引起的边坡隆起变形及裂缝发育可
35、较好地反映该边坡在实际采矿开挖作用影响下诱发的隆起变形及裂缝发育情况。4）模拟实验是第一级开挖开始模拟，开挖早期边坡隆起变形及裂缝分布，性质与矿山观测的是否一致？若不一致，模型的预测会出现较大偏差；2）坡体第一次卸载（浅部卸载）后较卸载前的位移变形量有所减小，但位移矢量场仍与 1）中呈现类似的变化特征，即，边坡整体上表现为上部向下运动，下部受压向临空面方向隆起的变形规律（见图 7-c与 d） ；3) 在该步继续向下开挖的过程中，分析坡体的位移变形图与位移矢量场可得岩层再次表现为上部受压及下部向临空面方四川大学学报（工程科学版）http:/ 7-e 与 f） 。当开挖到设计的高程 1940m 时
36、，边坡坡脚处产生了非常明显的岩层翘曲变形现象（见图 7-e，对应的实际情况情况见图 2-b） ；且在坡顶据临空面约 12cm（2196m 高程）处也出现了一条走向裂缝，初始深度约为 4cm（对应实际 8m） 、宽度约为 0.5mm1.5mm（对应实际 0.1-0.3m）且约 1.5 cm（对应实际 3m）深度具有肉眼明显可见裂开特征的走向裂缝。该步试验开挖引起的边坡隆起变形及裂缝发育也可较好地反映该边坡在实际采矿开挖作用影响下诱发的隆起变形及裂缝发育情况。4）在坡体二次卸载（深部卸载）后，边坡的位移变形图与位移矢量场分别见图6-h 与 i，边坡坡面及坡顶发育的走向裂缝几乎完全消除；5）在该步向
37、下开挖的过程中，当开挖到 1910m 高程以下时，其变形量逐步变小，但其上部坡体表现为下滑屈曲的变形特征，而其下部坡体主要呈现卸荷回弹的变形模式。在开挖过程中，坡体中发育的典型裂隙见图 8。a 开挖至 2020m 的位移变形图b 开挖至 2020m 的位移矢量场c 第一次卸载后的位移变形图d 第一次卸载后的位移矢量场e 开挖至 1940m 的位移变形图f 开挖至 1940m 的位移矢量场g 第二次卸载后的位移变形图 四川大学学报（工程科学版）http:/ 第二次卸载后的位移矢量场i 开挖至 1880m 的位移变形图j 开挖至 1880m 的位移矢量场图 7 试验过程的边坡位移变形图及位移矢量场
38、Fig.7 Slope displacement deformation map and displacement vector field during the experimenta 边坡坡面上显现的裂缝 b 边坡平台上发育的裂缝c 岩层间发育的张裂隙d 坡顶部位发育的垂直裂隙图 8 开挖过程中坡体发育的典型裂隙Fig.8 Typical crack developed in the slope during excavation3.2开挖引起的坡体变形失稳机制分析分析试验结果可知：开挖上陡下缓型高陡层状岩质边坡时，在坡体中发育形成了如图 9 所示的潜在最危险滑移面。该滑移面近似为上部为平
39、面与下部为剪切圆弧面的组合形式，即， “平面与圆弧面复合型”类型的潜在最危险滑移面。图 9 开挖引起坡体中发育的潜在最危险滑移面Fig.9 The potential most dangerous slip surface induced by excavation综上所述，可分析得到开挖作用导致上陡下缓型高陡层状岩质边坡变形失稳的本质：在开挖过程中，坡体上部岩体因坡角较陡，在自重作用下极易沿着岩层面向四川大学学报（工程科学版）http:/ 结论与建议1）上陡下缓型高陡层状岩质边坡随开挖深度的逐渐增加，其对应的位移变形量也逐步变大。边坡整体上表现为上部向下运动，下部受压向临空面方向隆起的变形规
40、律；同时当开挖至一定的深度后，坡面与坡中均会发育较多的走向裂缝，且随着开挖深度的不断增加，其不断向坡体深部延伸发展；2）开挖上陡下缓型高陡层状岩质边坡时，在坡体中会发育形成“平面与圆弧面复合型”类型的潜在最危险滑移面，且在开挖整个过程中表现为“滑移-弯曲-剪切”的变形失稳破坏特征；3）对边坡开展的浅部卸载作用效果不理想，虽其位移变形量有所减小，但没改变坡体整体的变形失稳趋势；然对边坡施加的深部卸载作用效果非常明显，使坡面及坡顶产生的裂缝几乎完全消除。参考文献1 张倬元,王兰生,王士天.工程地质分析原理M.成都:成都科技大学出版社,1997.2 梅松华 .层状岩体开挖变形机制及破坏机理研究博士学
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