應(yīng)用矢量圖解法分析巖質(zhì)邊坡及穩(wěn)定性(編輯修改稿)
2024-09-18 21:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 OA方向為方位角0176。，極角可從OA 向順時針方向旋轉(zhuǎn)0176?！?60176。 ；在極軸OA上以長度表示傾角的角度,把OA 分為90 等分，每一分示一度。這樣任一個結(jié)構(gòu)面或坡面矢量模的變化區(qū)間為[0，90]即[0176。，90176。]；極角θ[0176。，360176。]。 繪制坡面矢量并劃分危險結(jié)構(gòu)面范圍在極坐標(biāo)上，以坡面傾向（臨空面方向或謂坡向）為極角，傾角（坡角）為模，從極點出發(fā)作極徑ON，則N(ON)就是坡面矢量。為具體化起見，在繪圖時設(shè)坡面傾向為70176。，坡角為60176。坡面矢量繪制之后，從極點出發(fā)以O(shè)N為邊，左右45176。各劃一條射線OB、OC；然后以極點為圓心，分別以坡面矢量和結(jié)構(gòu)面最小內(nèi)摩擦角矢量的模為半經(jīng)畫弧，與OB、OC交于D、E、F、G，則DEFG就是危險結(jié)構(gòu)面范圍（圖2）。圖2 坡面與結(jié)構(gòu)面矢量圖Fig 2. the vectorgraph of a slope plane and structural plane從圖2可知，凡矢量終點落入DEFG范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)面，傾向與坡向一致或夾角小于45176。，傾角（或坡向上的視傾角，以下同）小于坡角；當(dāng)傾角大于結(jié)構(gòu)面自身的內(nèi)摩擦角時，是不穩(wěn)定的，故稱DEFG為危險結(jié)構(gòu)面范圍。但其中一部分矢量終點靠近FG弧的結(jié)構(gòu)面可能是基本穩(wěn)定的。矢量終點位于CBDE范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)面，傾向與坡向一致或夾角小于45176。，傾角大于坡角，是穩(wěn)定的。矢量終點位于OFG范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)面，雖其傾向與坡向一致或夾角小于45176。，但傾角小于結(jié)構(gòu)面的內(nèi)摩擦角，在一般的情況下，是基本穩(wěn)定的。那些矢量終點位于OBC范圍之外的結(jié)構(gòu)面，其傾向與坡向夾角大于45176。，無論其傾角大小，都是穩(wěn)定或基本穩(wěn)定的。危險結(jié)構(gòu)面范圍的大小 ，與坡角和結(jié)構(gòu)面的內(nèi)摩擦角關(guān)系密切。坡角愈大，結(jié)構(gòu)面的內(nèi)摩擦角愈小，DEFG愈大，結(jié)構(gòu)面矢量的終點落入其中的可能性愈大，邊坡愈不穩(wěn)定；反之，邊坡就愈穩(wěn)定。在危險結(jié)構(gòu)面范圍之內(nèi)，矢量終點位置不同，其所代表的結(jié)構(gòu)面的穩(wěn)定性也不同?？傮w來講 ，矢量終點愈靠近DE弧，結(jié)構(gòu)面就愈不穩(wěn)定；矢量終點愈靠近FG弧，結(jié)構(gòu)面則相對穩(wěn)定。此外，就傾角相同的結(jié)構(gòu)面而言，矢量終點靠近GE、FD者較矢量終點靠近ON者相對穩(wěn)定。 繪制結(jié)構(gòu)面矢量和邊坡穩(wěn)定性分析在上述圖上，以優(yōu)勢方位結(jié)構(gòu)面的傾向為極角，傾角為模，作結(jié)構(gòu)面矢量。顯然，凡矢量終點落入DEFG范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)面，都是潛在的滑動面，例如OH，其所在的邊坡可能是不穩(wěn)定的。而矢量終點位于DEFG范圍之外的結(jié)構(gòu)面，例如OI
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