边坡开挖松弛区划分及参数敏感度分析

西安理工大学学报Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｘｉ’ａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（２０１３）Ｖｏ１．２９　Ｎｏ．３　文章编号：１００６－４７１０（２０１３）０３－０３０１－０６　３０ｌ　边坡开挖松弛区划分及参数敏感度分析　袁继国，符贵军　（西安理工大学土木建筑工程学院，陕西西安７１００４８）　摘要：边坡稳定与人工开挖形成的扰动区有关，合理地确定松弛区对边坡的稳定性评价及整治有　重要意义。结合工程实例，采用有限元法对边坡的分级开挖进行模拟，揭示了开挖对坡体的影响机　理．运用萨尔玛（ｓａｒｍａ）法对影响边坡稳定的因素进行了敏感性分析。结果表明，坡体按水平位移　可以划分为松弛区、变形区和衰减区，结构面粘聚力影响大于其摩擦角。　关键词：边坡开挖；松弛区；萨尔玛法；敏感度　中图分类号：ＴＤ８２４　文献标志码：Ａ　Ｓｌｏｐｅ　Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　Ｌａｘｉｔｙ　Ｓｅｃｔｉｏｎ　Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｐａｒａｍｅｔｅｒ　Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ＹＵＡＮ　Ｊｉｇｕｏ．ＦＵ　Ｇｕｉｊｕｎ　（Ｆａｃｕｈｙ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｒｕｅ，Ｘｉ’ａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ　７１００４８，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｌｏｐｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｉｓ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｕｒｂｅｄ　ｚｏｎｅ　ｆｏｒｍｅｄ　ｂｙ　ａｒｔｉｉｆｃｉａｌ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ．Ｒａｔｉｏｎａｌ　ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｕｒｂｅｄ　ｚｏｎｅ　ｉｓ　ｏｆ　ｇｒｅａｔ　ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ　ｆｏｒ　ｑｕａｌｉｉｅｄ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｓｌｏｐｅｓ’ｆ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｉｎ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｅｘａｍｐｌｅｓ，ｔｈｅ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｔｏ　ｓｉｍｕｌａｔｅ　ｔｈｅ　ｇｒａｄｅ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ｗｈｅｒｅｂｙ　ｒｅｖｅａｌｉｎｇ　ｔｈａｔ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｃａｎ　ｈａｖｅ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｕｐｏｎ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｄａｍａｇｉｎｇ．Ｓａｒｍａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｃａｒｒｙ　ｏｕｔ　ｔｈｅ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｌｏｐｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｓｌｏｐｅ　ｃａｎ　ｂｅ　ｃｌａｓｓｉｉｆｅｄ　ｉｎｔｏ　ｌａｘｉｔｙ　ｚｏｎｅ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｚｏｎｅ　ａｎｄ　ｄｅｎｕｄａ—　ｔｉｏｎ　ｚｏｎｅ　ｉｎ　ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｈｏｒｉｚｏｎａｌ　ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｈｅｓｉｏｎ　ｏｆ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｉｓ　ｍｏｒｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｔｈａｎ　ｆｒｉｃｔｉｏｎ　ａｎｇｌｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｌｏｐｅ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ；ｌａｘｉｔｙ　ｓｅｃｔｉｏｎ；ｓａｒｍａ　ｍｅｔｈｏｄ；ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ　开挖卸荷对边坡稳定性的影响及其作用机理历　来受到国内外学者和设计人员的重视。在边坡工程　究了边坡开挖扰动区的预估评价方法…，提出了边　坡二次应力的“驼峰应力分布规律”ｌ２ｊ，并以塑性发　展　４。、岩石的极限拉伸应变等指标建立了扰动区　中，岩质边坡的评价及治理是具有代表性的一类问　题。一般认为主要的影响因素有坡体的几何特征、　岩性、岩层倾角、内部裂隙及地下水作用等。边坡开　挖松弛特性的研究对设计人员合理的划分扰动区及　确定工程参数有指导意义。　目前，边坡稳定性评价的方法主要有极限平衡　的划分原则，尝试从能量演化、荷载释放、空问效应　等方面揭示其内在机理　。总体讲学界对上述问　题仍以定性认识为主。　本研究结合工程实际问题，利用ｇｅｏｓｔｕｄｉｏ软件　法和数值仿真法。萨尔玛（ｓａｒｍａ）法考虑了岩体的　裂隙强度和产状影响，适用于裂隙发育强烈，滑动面　单一的边坡。但有些情况下，由于存在实际破坏面　难以预测，裂隙强度参数取值困难等问题，限制了其　在工程上的应用，松弛区的确定可以为解决这一问　题提供思路。国内学者在这方面做了大量工作，研　探究了卸荷松弛区的特性，建立了相应的划分原则，　讨论了强度参数的选取。　１工程背景　１．１边坡概况　边坡位于陕西省府谷县城北１８　ｋｍ，顶部主要分　布黄土，局部地段有素填土。坡体中部、下部及坡脚　为泥岩砂岩直接出露，边坡岩性为泥岩砂岩互层，岩　收稿日期：２０１３－０４－２６　基金项目：国家自然科学基金资助项目（０５ＪＳ３４）。　作者简介：袁继国，男，副教授，研究方向为岩体力学应用。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｕａｎｊｉｇｕｏ＠ｘａｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。　３０２　西安理工人学学报（２０１３）第２９卷第３期　层倾角１３。左右，强风化层厚度１．７～６．３　ｍ，边坡临　时开挖面最大坡高约５８　ｍ，为顺层岩质边坡，见图１。　圆弧状滑面，并在坡脚处发生应力集中与形变。由　此可见，滑坡４的破坏在上部表现为滑移一拉裂式，　下部为滑移一压裂式。　２开挖松弛区的数值模拟　２．１计算模型确定　采用ｇｅｏｓｔｕｄｉｏ中的ｓｉｇｍａ模块对滑坡４剖面进　行有限元分析。将边坡底层的中等风化泥岩概化为　强风化层，采用Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ弹塑性模型，整个开挖　过程分为六步。首先将坡体上部削平，然后以ｌ：１．７５　图１勘点布置图　Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ｌａｙｏｕｔ　ｏｆ　ｓｕｒｖｅｙ　ｐｏｉｎｔ　坡率分四级开挖，每级高５　ｍ，于１０　ｍ处设４　ＩＴＩ的马　道。对开挖临空面加１２０　ｋＮ的６　ｍ、８　ｍ间隔锚杆与　整平场地形成的临时边坡已多处发生变形破　不加锚杆情况进行对比分析。根据试验资料和工程　坏，本研究以滑坡４号剖面进行分析研究，其断面见　图２。坡高２５　ｍ左右，上部为２　ｍ厚黄土，以下为　泥岩砂岩互层。滑坡后缘有６条裂隙，裂隙宽３～　２００　ｍｍ，裂隙分布范围至坡脚，水平距离／坡高　１．６。边坡开挖后由于应力的释放和坡比不满足稳　勘察，确定模型参数（见表１）。基本假定为：　①边坡原始应力场由自重应力场提供；　②遵循二维平面应变假定；　③滑坡所处地为干旱区，且地下水位较低，故不　考虑水的影响。　定性要求，砂岩内裂隙张开，发生倾倒、崩塌，泥岩发　生蠕滑，坡脚隆起。　３　２　暑２　工程所处区域地震基本烈度为Ⅵ度，所以不考　虑地震影响。　表１基本参数表　Ｔａｂ．１　Ｔｈｅ　ｃｈａｔ　ｏｆ　ｂａｓｉｃ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　藿－　ｌ　Ｏ　５　ｌ０　ｌ　５　２０　ｌ　５　３０　３５　４０　４５　宽度／ｍ　２．２开挖卸荷松弛区的位移特性　通过研究开挖过程中边坡位移的分布范围和演　图２典型断面　Ｆｉｇ．２　Ｔｙｐｉｃａｌ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｃｈａｒｔ　１．２滑坡机理的分析　变规律，揭示开挖松弛区的特性。观察开挖变形回　弹后的情况，结合云图３发现，边坡开挖后其变形主　要集中在坡面，方向与力的位矢相同，考虑到工程中　水平方向上位移便于观测，并且裂隙张开程度也可　量化，故采用水平位移为主要分析指标。　图４为模拟应力完全重分布后坡体的位移情　现场勘察表明，滑坡处于发展阶段，有明显的变　形破坏。削坡后，应力释放使坡体应力重新调整，原　有岩体强度发生弱化效应，变形的控制因素是缓倾　角层间错动和内部裂隙的张开发展。边坡的层间蠕　动变形导致了剪切错动带的形成，随着时间推移，后　缘产生拉力，当超过材料强度时出现裂缝，并随滑动　发展向下沿伸，中部相对稳定，呈现稳态。　滑坡４的破坏发生在中等风化泥岩和强风化泥　况。图３和图４对比，可以发现水平位移由坡面向　内部逐渐减小，中部为变形最大区域，基本呈圆弧形　带状，后者的范围较刚回弹时有所减小，最大变形在　岩的层问，坡体表现为趾部隆起。由此推断，底部中　风化岩层存在微小裂隙，应力释放后逐渐张开，强度　减小。因为垂直方向上压力基本不变，促使其进一　步发展导致向上贯通，形成了类土质边坡情况下的　坡脚处，并有明显随应力调整而偏转的现象，表明开　挖对坡体变形的影响与应力场的变化和时间有很大　的关系。根据潘家铮　最大最小原理，边坡由于外　界条件的变化，会自动调整以发挥最大强度，沿最小　袁继国，等：边坡歼挖松弛区划分及参数敏感度分析　３０３　强度面发生破坏。数值模拟的结果可以解释为边坡　的调整需要一定的时间，而人为因素下应力场的变　化十分迅速，使整体来不及响应而局部发生过量变　形，产生松动。需要指出，模型中并没有考虑固有裂　隙的影响，实际变形量会比模拟量大，强度的弱化是　由于固有裂隙的张开与发展，从而逐渐形成滑动面。　３　３　２　２　１　１　由于整平已完成很长时间，以重分布的应力场为分　级开挖的初始场，较为符合实际。从云图５分析，放　坡第一步开挖主要为竖直方向上的卸荷，削坡至设　计标高，坡体内水平位移图５（ａ）呈等高线型，坡肩　下５　ｍ处为最值区，向四周递减，且为负向移动，原　因是压重减小时竖向产生了回弹。第二步开挖，图　５（ｂ）的最值区向一级坡肩处转移，负向位移增大，　在二级坡面内呈现出带状分布，局部位移增加，总体　与一级坡面下部连通，形成围绕坡肩的等高线型分　布。第三步开挖至二级台阶设计标高，图５（ｃ）中最　值区继续向一级坡肩处转移，二级台阶内等值线沿　坡面分布，影响从坡面向内逐渐减小，在整个坡体内　形成一水平向位移不变区。进行第四步开挖，图５　Ｄ／ｍ　（ｄ）中已经不存在绝对的最值区域，只在局部产生　较大形变，位移不变区向坡面明显发展，并会产生一　图３回弹位移图　Ｆｉｇ．３　Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｔｒｅｓｓ　ｒｅｂｏｕｎｄ　３５　３０　２５　２Ｏ　ｇ　１　５　１０　定的正向位移区，呈等高线型分布。一级坡面内等　值线发生较大变化，对二级坡面影响较小。伴随最　后一次开挖完成，整体云图图５（ｅ）分布基本不变。　根据上述情况，在第二步至最后一步的开挖过　程中，及时对坡面进行锚固，分析云图变化情况。选　取具有代表性的第三次开挖锚固作为分析对象，增　加锚杆后，由图５（ｆ）与图５（ｃ）的对比可以看出，坡　面负向位移进一步增大，位移不变区向锚固坡面大　５　Ｏ　Ｄ／ｍ　范围移动，说明锚杆增加了坡体的协同性，调整了内　部变形，有利于坡体稳定，但在坡面处局部位移增　大，对远离锚固体的区域基本没有影响。　图４重分布位移图　Ｆｉｇ．４　Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｔｒｅｓｓ　ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　３０　３　暑２０　量２　１０　１　０　ＩＯ　２Ｏ　３０　４０　Ｄ／ｍ　５０　Ｏ　ｌ０　２０　３０　Ｄ／ｍ　４０　５０　Ｄ／ｍ　（ａ）一次丌挖　（ｂ）二次开挖　（ｃ）ｊ次开挖　３　３　３　量２　暑２　基２　ｌ　ｌ　１　Ｄ／ｍ　Ｄ／ｍ　Ｄ／ｉｎ　（ｄ）四次开挖　（ｅ）五次开挖　（ｔ３锚杆对比　图５分级开挖模拟图　Ｆｉｇ．５　Ｔｈｅ　ｃｈａｒｔ　ｏｆ　ｇｒａｄｉｎｇ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　３０４　西安理工大学学报（２ｏ１３）第２９卷第３期　２．３开挖松弛区的确定方法　行，松弛区与开挖变形区的界限变得模糊，原有的变　形区成为衰减区，但由于不可逆性，较大的变形会促　边坡卸荷回弹主要发生在力的位矢方向上，一　般存在一个主导方向，通过泊松比影响其正交方向　上的变形，就本边坡而言，突出表现为水平负向位　移。结合松弛区原岩应力状态，可以近似认为边界　固定位移处为坡体远端，所以数值模拟的结果定性　地描述了随开挖过程的进行，坡体内变形区域的特　征，其等高线型分布为确定分区提供了有效途径。　在最值区与坡面范围内，可以确定为开挖松弛　区，其基本特点是随坡面向内，水平向位移呈逐渐增　使潜在裂隙生成，进而降低边坡安全系数。　⑧削坡引起的回弹变形不仅与应力调整有关，　还与时间有关。施加锚杆会增加坡体的协同性，减　小开挖影响，但在坡面局部会增大变形。这为工程　的防治提供了理论依据。合理地确定开挖高度，及　时锚固和控制施工速度，可以充分利用原有岩土体　的强度，提高安全性。工程实际应用上可以通过对　下级开挖体的位移监测，定量得到分带变化值，以此　为依据　对坡体进行扰动划分，指导下一级开挖。　大趋势，岩体强度变化明显，局部产生松动。从最值　区开始向内，变化量与松弛区相同的弧带状区域为　开挖变形区，为潜在裂隙的形成创造了条件。开挖　变形区向内至原岩区为影响衰减区。在一定条件　３萨尔玛（ｓａｒｍａ）法因素敏感度分析　萨尔玛（Ｓａｒｍａ）法　”　假想在每一土条重心作　用着一个水平地震惯性力Ｋ　，使滑裂面恰好达到　极限状态，也就是使滑裂面上的稳定安全系数Ｆｓ＝　１，此时水平地震加速度　称为临界地震加速度，以　表示。　作为判断土坡稳定程度的一个标准。　下，坡体的失稳可以解释为：　①外部松动岩体强度下降；　②变形区水平向大位移形成了潜在裂隙；　③坡内固有裂隙的张开和发展。　伴随开挖过程的进行，松弛区与变形区逐渐减　小，二者之间的界限变得模糊。原来的变形区成为　了衰减区，但由于过程的不可逆性，必然会形成一定　同时，萨尔玛法假定沿两相临土条的垂直分界面，所　有平行于土条底面的斜面均处于极限平衡状态，导　出了切向条间力的分布，从而使超静定问题变成静　的潜在裂隙，对整个坡体的安全构成威胁。通过及　时锚固，可以减小变形区和衰减区。增大原岩区，不　仅在力学上调动了内部强度，也在形变上控制了潜　在裂隙的产生。　通过分析，得到以下结论：　①人为工程削坡对边坡的稳定性有很大影响，　定问题。该方法由于可以考虑岩体中外露的裂隙强　度，常用于对岩质边坡进行稳定分析。　３．１计算模型确定　模型选用滑坡４为典型剖面，坡面６　ｍ内为强　风化层，即把底层部分中风化泥岩视为强风化，并以　推测的最可能滑面为切出面，分为８段块体，以顺时　针方向为正，内部裂隙倾角由下向上依次为２。、４。、　６。、８。、１０。、１２。、１４。，计算中不考虑水和地震力的作　用。模型参数以试验结果作为依据，见表２。　计算中初始条件认为内部结构面强度参数与滑　面强度参数一致，取为Ｃ＝６０　ｋｐａ，　＝３０。。　这主要是由于坡体内应力的调整造成的，宏观上表　现为坡面的回弹变形。以水平位移做为开挖扰动分　区的依据是可行的，从坡面向内依次可以分为松弛　区、开挖变形区和衰减区。　②坡面主要受衰减区的影响，随分级开挖的进　表２材料物理力学参数　Ｔａｂ．２　Ｐｈｙｓｉｃｏ—ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　３．２结果分析　通过对模型进行单变量敏感度分析可以得到安　全系数的曲线。图６与图７表明，安全系数随着滑　动面粘聚力的减小而减小，基本呈线性关系，滑动面　粘聚力每下降１０　ｋｐａ，安全系数降低０．２４左右。结　构面粘聚力与安全系数亦基本为线性关系，结构面　粘聚力每下降１０　ｋｐａ，安全系数降低０．０２４左右。　安全系数随着滑动面摩擦角的变化而减小，二者呈　袁继国，等：边坡开挖松弛区划分及参数敏感度分析　曲线性关系。当摩擦角由４５。降低到４０。时，安全系　数变化了０．２０８。推知当摩擦角进一步加大时，变　化幅度会更大，即超过粘聚力对坡体稳定性的影响。　当在小于４５。内以５。为单位额度递减时，安全系数　变化呈递减趋势，变化数量级为１Ｏ　级。结构面摩　擦角的变化对安全系数的影响很小，基本在１Ｏ　级，对于实际工程，意义不大。故在ｓａｒｍａ法指定滑　面的计算中，参数对计算结果影响的次序为：滑动面　粘聚力＞滑动面摩擦角＞结构面粘聚力＞结构面摩　擦角。需要指出，当岩石坚硬时滑动面摩擦角的影　响大于粘聚力影响；当岩石为中等岩石时滑动面摩　擦角与粘聚力影响大致相等，具体参数优化取胜要　结合实际情况才能得出。　４　＋滑动【　３　．　＋结构ｉ　２　。　悄ｌ　＼～　。　Ｏ　９Ｏ　８Ｏ　７０　６０　５０　４０　３０　２Ｏ　１０　粘聚力／ｋＰａ　图６粘聚力影响曲线　Ｆｉｇ．６　Ｔｈｅ　ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　Ｃｏｈｅｓｉｏｎ　３　０　＼　＋滑动　＼　ｚ．ｓ　一　＼　一结构　２　０　一　＼　ｌ　５　●　●　●　●　●　＿　ｌ　●　４５　４０　３５　３０　２５　２Ｏ　１５　ｌ０　５　摩擦角／。　图７摩擦角影响曲线　Ｆｉｇ．７　Ｔｈｅ　ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　Ｆｒｉｃｔｉｏｎ　ａｎｇｌｅ　为进一步研究参数的影响对结构面倾角做定　性分析。在初始计算条件下，分别使所有结构面转　动一６。、一４。、一２。、２。、４。、６。，比较安全系数的变　化。当转角为逆时针时安全系数呈递增情况，且等　角度变化情况下增量逐渐增大；当转角为顺时针时，　情况相反，变化数量级为ｌ０　到１０～。在垂直条分　情况下，分别使所有结构面转动一６。、一４。、一２。、　２。、４。、６。，表现出相同的规律，变化数量级为１Ｏ～。　但相同转动情况下，垂直条分法下的安全系数明显　比初始条件下的大，而且变化在０．０４８～０．０９９之　问。从而定性的说明岩质边坡存在陡倾结构面时，　其产状组合的影响是关键因素，对坡体的安全有至　关重要的作用。　对于岩质边坡，如何正确地选取ｓａｒｍａ法中涉　３０５　及的物理力学参数是设计人员所关心的问题。通过　分析，可以得到：　①指定滑面的岩质边坡，采用ｓａｒｍａ法进行稳　定分析时，参数对计算结果影响的大小基本为：滑动　面粘聚力＞滑动面摩擦角＞结构面粘聚力＞结构面　摩擦角。当岩石坚硬时滑动面摩擦角的影响大于粘　聚力影响，当岩石为中等岩石时，滑动面摩擦角与粘　聚力影响大致相等，具体参数优化选取要结合实际　情况得出。　②岩质边坡中存在的陡倾结构面往往是边坡　稳定的关键部位，其产状及组合情况的不同会使安　全系数发生较大的变化。常规情况下，应做为第二　控制因素予以考量，这就再次强调了岩土勘查的重　要性。另一方面，结构面不同角度的组合也决定了　可能的局部滑裂面的发展，对工程防治有指导意义。　４结论　本研究通过对边坡开挖卸荷松弛区的划分和对　萨尔玛（ｓａｒｍａ）法因素敏感度的分析，提出了岩质边　坡参数优化选取的基本概念，建立了新的扰动分区　原则，主要结论为：　１）定性分析了结构面参数选取对安全系数的　影响，即：滑动面粘聚力＞滑动面摩擦角＞结构面粘　聚力＞结构面摩擦角，结构面摩擦角的影响可以不　计。针对岩性较好的岩石，滑动面摩擦角与粘聚力　影响大致相等，具体参数优化选取要结合实际情况　得出。　２）岩质边坡中存在的陡倾结构面往往是坡体　稳定的控制因素，其产状及组合情况的不同，会对工　程的安全评价造成很大的影响，应作为建模分析考　虑的第二因素。　３）通过数值模拟研究了分级开挖对坡体的水　平位移影响，指出了其最大变形区可能产生潜在裂　隙，并由于其不可逆性形成滑坡隐患。从机理方面　揭示了对于人工扰动的边坡，坡面的宏观位移仅仅　是最终坡体状态的一个衡量指标，无法真实反应坡　体的安全变化状况。整个过程中，岩土体临空面方　向上的位移是随开挖动态变化的，这为潜在裂隙的　形成提供了有利条件。　４）通过对水平位移特性的分析，建立了新的扰　动分区准则，从坡面向内依次可以分为松弛区、开挖　变形区和衰减区，新形成坡面一般处于衰减区。这　就为研究者通过对未开挖岩土体的监测，合理划定　扰动区提供了依据，指导开挖的进程，预测可能的滑　面范围。　３０６　参考文献：　［１］盛谦．深挖岩质边坡开挖扰动区与工程岩体力学性状　研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００３，１０：１７６１．　Ｓｈｅｎｇ　Ｑｉａｎ．Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｄｉｓｔｕｒｂｅｄ　ｚｏｎｅ　ｏｆ　ｄｅｅｐ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ｒｏｃｋ　ｓｌｏｐｅｓ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ｂｅｈａｖｉｏｕｒ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｒｏｃｋ　ｍａｓｓ　［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒｏｃｋ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　２００３，１０：１７６１．　［２］黄润秋，林峰，陈德基，等．岩质高边坡卸荷带形成及其　Ｔ＿程性状研究［Ｊ］．工程地质学报，２００１，０３：２２７－２３２．　Ｈｕａｎｇ　Ｒｕｎｑｉｕ，Ｌｉｎ　Ｆｅｎｇ，Ｃｈｅｎ　Ｄｅｊｉ，ｅｔ　ａ１．Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｚｏｎｅ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｓｌｏｐｅｓ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｂｅｈａｖｉｏｒｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｇｅｏｌｏｇｙ，　２００１，０３：２２７—２３２．　［３］肖世国，周德培．开挖边坡松弛区的确定与数值分析方　法［ｊ］．西南交通大学学报，２００３，３８（３）：３１８—３２２．　Ｘｉａｏ　Ｓｈｉｇｕｏ，Ｚｈｏｕ　Ｄｅｐｅｉ．Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ａ—　ｎａｌｙｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ　ｒｅｇｉｏｎ　ｆｏｒ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ｓｌｏｐｅ［Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００３，３８（３）：　３ｌ８＿３２２．　［４］　浩，廖小平．边坡开挖卸荷松弛区的力学性质研究　［Ｊ］．中国地质灾害与防治学报，２００７，１：５－１０．　Ｗａｎｇ　Ｈａｏ，Ｌｉａｏ　Ｘｉａｏｐｉｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒ　ｏｆ　ｒｅｌａｘｉｎｇ　ｚｏｎｅ　ｏｆ　ｓｌｏｐｅｓ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ［Ｊ］．　Ｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｈａｚａｒｄ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ，　２００７．１：５—１０．　［５］赵勇，李术才，赵岩，等．超大断面隧道开挖围岩荷载释　放过程的模型试验研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，　２０１２．２：３８２ｌ一３８３０．　Ｚｈａｏ　Ｙｏｎｇ，Ｌｉ　Ｓｈｕｃａｉ，Ｚｈａｏ　ｙａｎ，ｅｔ　ａ１．Ｍｏｄｅｌ　ｔｅｓｔ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｒｏｃｋ　ｌｏａｄ　ｒｅｌｅａｓｉｎｇ　ｄｕｒｉｎｇ　ｓｕｐｅｒ－－ｌａｒｇｅ　ｓｅｃ・－　ｔｉｏｎ　ｔｕｎｎｅｌ　ｅｘｃａｖａｔｏｎ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒｏｃｋ　Ｍｅ—　ｃｈａｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１　２，２：３８２　１—３８３０．　［６］刘会波，肖明，张志　，等．考虑空间效应的地下洞室爆　破开挖松动区参数场位移反分析［Ｊ］．岩土力学，２０１２，　０７．２ｌ３３—２ｌ４１．　西安理工大学学报（２０１３）第２９卷第３期　Ｌｉｕ　Ｈｕｉｂｏ，Ｘｉａｏ　Ｍｉｎｇ，Ｚｈａｎｇ　Ｚｈｉｇｕｏ，ｅｔ　ａ１．Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｂａｃｋ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｄａｍ　ａｇｅｄ　ｚｏｎｅ　ａｒｏｕｎｄ　ｏｐｅｎｉｎｇｓ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ　ｓｐａｔｉａｌ　ｅｆｆｅｃｔ［Ｊ］．　Ｒｏｃｋ　ａｎｄ　Ｓｏｉｌ　ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，２０１２，０７：２１３３．２１４１．　［７］邹洋，李夕兵，周子龙，等．开挖扰动下高应力岩体的能　量演化与应力重分布规律研究［Ｊ］．岩土工程学报，　２０１２。０９：１６７７—１　６８４．　Ｚｏｕ　Ｙａｎｇ，Ｌｉ　Ｘｉｂｉｎｇ，Ｚｈｏｕ　Ｚｉｌｏｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｅｎｅｒｇｙ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｔｒｅｓｓ　ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｉｇｈ—ｓｔｒｅｓｓ　ｒｏｃｋ　ｍａｓｓ　ｕｎｄｅｒ　ｅｘ—　ｃａｖａｔｉｏｎ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ［川．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１２，０９：１６７７—１６８４．　［８］李骞，李宁．基于参数敏感性反演分析的岩质高边坡稳　定性研究［Ｊ］．西安理工大学学报，２０１２，２８（０２）：　１３２—１３７．　Ｌｉ　Ｑｉａｎ，Ｌｉ　Ｎｉｎｇ．Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｒｏｃｋ　ｓｌｏｐｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｃｋ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ａｃｃｕｒａｃｙ［Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｘｉ’ａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１２，２８（０２）：　ｌ３２—１３７．　［９］潘家铮．建筑物的抗滑稳定和滑坡分析［Ｍ］．北京：水利　出版社，１９８０．　［１０］冯君，宋胜武．考虑边坡开挖中地应力释放的改进Ｓａｒ—　ｍａ法［Ｊ］．地下空间与工程学报，２００９，０１：５Ｏ一５９．　Ｆｅｎｇ　Ｊｕｎ，Ｓｏｎｇ　Ｓｈｅｎｇｗｕ．Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　Ｓａｒｍａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗｉｔｈ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅｌｅａｓｅ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｓｔｒｅｓｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｓｌｏｐｅ　ｅｘｃａｖａ—　ｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　Ｓｐａｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉ—　ｎｅｅｒｉｎｇ．２（）０９．０１：５０—５９．　［１　１］Ｓａｒｍａ　Ｓ　Ｋ．Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｓｌｏｐｅｓ　［Ｊ］．Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，１９７３，（２３）：４２３４３３．　［１２］Ｓａｒｎｌａ　Ｓ　Ｋ．Ａ　ｎｏｔｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｓｌｏｐｅｓ［Ｊ］．Ｇｅｏｔｅｅｈ—　ｎｉｑｕｅ，１９８７，３７（１）：１０７—１１１．　［１３］Ｚｈｕ　Ｄ　Ｙ，Ｌｅｅ　Ｃ　Ｆ，Ｈｕａｎｇ　Ｍ　Ｓ，ｅｔ　ａ１．Ｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎｓ　ｔｏ　ｔｈｒｅｅ　ｗｅｌｌ—ｋｎｏｗｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｓｌｏｐｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ａｎａｌｙｓｅｓ［Ｊ］。　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒｏｃｋ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　２００５，２４（２）：１８３—１９４．　（责任编辑李虹燕）