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作者：张占荣;崔岚;冷先伦;王川;杨闯;李时亮;
单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;中国科学院大学工程科学学院;
摘要：河谷区域地应力分布规律是开展边坡稳定性研究的基础，亦是控制边坡破坏形态与模式的关键因素。为研究河谷区域地应力分布特征和表达方法，收集了15个已有河谷边坡应力钻孔实测数据，分析河谷应力场的分布与分区特征，进而结合河谷区域的地质演化过程，提出河谷应力的表达方法；并在此基础上通过定义地形应力系数、坡高谷宽比、埋深坡高比共3个无量纲量，提出基于地形应力系数的河谷应力三点表述方法；进而采用数值模拟手段，开展25组河谷应力的影响因素研究，给出基于地形应力系数的河谷应力表达式拟合求解方法；最后开展工程案例对比验证。研究结果表明：(1)基于地形应力系数的河谷应力表达方法能有效识别应力的分布规律、分区特征和快速估算应力量值，当坡高谷宽比为4、坡角为80°时，最大地形应力系数约为0.91、埋深坡高比约为0.59、对应的应力量值约为1.91倍的自重应力；(2)当坡高谷宽比相同时，地形应力系数与坡角存在三角函数关系，即在应力降低区和增高区上升段的斜率与坡角余切值呈线性关系、应力增高区的地形应力系数最大值与坡角正弦值呈线性关系、地形应力系数最大值对应的埋深坡高比与坡角余弦值呈线性关系、应力增高区下降段的地形应力系数与埋深坡高比呈指数关系。
关键词：河谷应力;;地形应力系数;;应力表达方法;;数值模拟;;拟合求解
基金资助：国家自然科学基金项目面上项目(52279118);; 中铁第四勘察设计院集团有限公司科研课题(2020K043)
