开挖岩坡动态卸荷分区及其支护设计优化

来源：水利水运工程学报杂志 2025年第2期北京时间：

作者：尚旭东,陈莉丽,龚盛,陈兴周,杜威,苏振坤

摘要：岩质边坡开挖产生大范围卸荷区，其力学性能直接影响边坡的安全与稳定。基于此，开展砂岩室内卸荷试验，分析卸荷过程中岩样的损伤规律；以卸荷比为分区判据，在开挖过程中对各单元的损伤程度进行准确判别并相应弱化，将其嵌入边坡开挖数值模拟分析中，实现动态卸荷分区；采用提出的动态卸荷分区方法，研究工程岩坡开挖卸荷后的变形与支护设计优化。结果表明：（1）随着卸荷比增大，变形模量具有阶段性劣化规律，当卸荷比小于总卸荷比的50%时，变形模量降低不明显，达到50%~90%时，变形模量损失率均值为6.8%~16.9%，超过90%后，变形模量呈突降趋势，损失率均值为16.9%~42.5%，且随着围压增大，卸荷破坏时变形模量降幅增大；（2）相较于压缩试验，卸荷状态下岩样的黏聚力降低32.9%，内摩擦角增大17.5%；（3）应用卸荷分区后，开挖岩坡的变形与塑性区面积显著增大。通过分区方法判别损伤区与未扰动区，可为支护深度优化提供依据。研究成果可为边坡开挖卸荷分析和支护优化设计提供参考。

关键词：岩质边坡, 开挖卸荷, 卸荷分区