戴智颖,朱建旺,黄志伟,吕国顺

• 1:深圳市综合交通与市政工程设计研究总院有限公司
• 2:中南大学土木工程学院

摘要(Abstract)：

既有道路改扩建时，如何防止二次开挖导致的边坡失稳和防护失效是一个关键的问题。岩土体的开挖过程会对既有边坡造成二次扰动，同时开挖卸荷作用会导致岩土体材料强度参数的改变，这种改变往往对边坡稳定性不利。既有规范延续传统设计理念，将岩土体视为理想弹塑性材料，未考虑边坡岩土体材料卸荷劣化效应，这与工程实际情况不符。基于FLAC~(3D)软件进行二次开发，设计并开发了边坡开挖过程中岩土体材料卸荷劣化效应的嵌入程序，并结合具体工程实例开展了考虑卸荷导致岩土体强度参数劣化效应的高陡边坡开挖全过程稳定性数值分析。结果表明，考虑卸荷劣化效应后，边坡在开挖过程中的潜在破坏模式及安全系数变化过程均出现明显差异。卸荷劣化效应使新边坡坡面处的岩体参数大幅降低，导致在边坡开挖后期，边坡在新坡面局部范围内出现了浅层滑坡破坏；相比与不考虑卸荷劣化效应的理想弹塑性边坡模型，考虑卸荷劣化效应后，边坡的安全系数出现不同比例的减小，二者之间的差距最大可以达到20%左右。研究成果可为高陡边坡开挖设计和施工过程中的稳定性控制提供参考和理论依据。

关键词(KeyWords)： 高陡边坡;改扩建;卸荷劣化;稳定性分析;数值计算

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 深圳市综合交通与市政工程设计研究总院有限公司科技开发项目(RD201909)

作者(Author): 戴智颖,朱建旺,黄志伟,吕国顺

DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2025.S2.088

参考文献(References)：

• [1] FENG X T,GAO Y H,ZHANG X W,et al.Evolution of the mechanical and strength parameters of hard rocks in the true triaxial cyclic loading and unloading tests[J].International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences,2020,131:104349.
• [2] HE H Y.Mechanism and calculation research on excavation deformation of high layered dip rocky slope[J].Advanced Materials Research,2012,455/456:1596-1600.
• [3] 陈拓，陈国庆，黄润秋，等.考虑高边坡强卸荷的锚索锚固力耦合变化模型[J].岩土力学，2018,39(11):4125-4132.
• [4] TAO J,SHI A C,LI H T,et al.Thermal-mechanical modelling of rock response and damage evolution during excavation in prestressed geothermal deposits[J].International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences,2021,147:104913.
• [5] ZHANG K Y,AI Y B.Comparison and application of different elasto-plastic constitutive models in FEM analysis of an excavated soil slope[J].Journal of Civil Engineering and Management,2012,18(6):802-810.
• [6] LUO T,WANG S R,ZHANG C G,et al.Parameters deterioration rules of surrounding rock for deep tunnel excavation based on unloading effect[J].Dyna,2017,92(6):648-654.
• [7] 张树光，刘文博，赵恩禄.基于卸荷量影响下巷道围岩变参数模型研究[J].煤炭科学技术，2019,47(5):82-87.
• [8] 肖世国，周德培.开挖边坡松动区的近似解析[J].岩土力学，2007,28(8):1700-1704.
• [9] 杨奎斌，朱彦鹏.基于坡面卸荷的土质边坡应力状态及稳定性分析[J].工程力学，2021,38(11):95-104.
• [10] 曹智淋，谢强，宋战平，等.卸荷作用对超大断面隧道围岩压力的影响[J].岩石力学与工程学报，2020,39(S1):2882-2891.
• [11] 胡政，王平易，刘佑荣，等.基于开挖卸荷劣化的边坡岩体质量评价体系研究[J].人民长江，2015,46(15):54-59.
• [12] 黄润秋，黄达.高地应力条件下卸荷速率对锦屏大理岩力学特性影响规律试验研究[J].岩石力学与工程学报，2010,29(1):21-33.
• [13] 雷涛，周科平，胡建华，等.卸荷岩体力学参数劣化规律的细观损伤分析[J].中南大学学报(自然科学版),2013,44(1):275-281.
• [14] 胡建华，雷涛，罗先伟，等.矿山采动卸荷岩体力学参数劣化规律研究[J].岩土力学，2012,33(4):1123-1128.
• [15] 胡海浪.岩质边坡稳定参数敏感性分析及其开挖卸荷岩体力学参数研究[D].宜昌：三峡大学，2008.
• [16] 王瑞红，李建林，蒋昱州，等.考虑岩体开挖卸荷边坡岩体质量评价[J].岩土力学，2008,29(10):2741-2746.
• [17] 薛海斌，党发宁，尹小涛，等.基于岩土材料软化特性的滑坡多级滑动面分析方法研究[J].岩土力学，2015,36(11):3235-3242.