开挖边坡在x方向即水平方向的位移受两方面影响,一方面是开挖而形成的临空面的影响,由于近直立的开挖边坡,使岩体向外倾倒变形;另一方面是受软弱带的影响,边坡内所夹的层间破碎带及煤层等软弱夹层,其本身就有很大的压缩变形,形成软岩基座为上覆岩层的变形提供了空间,其上顶板岩层会产生弯曲变形。L10和L11软岩带受到较大的压缩变形,在很小的带宽内位移变化最大,因此在软岩带中位移等值线较密集(图7-9),最大变形约140mm。软弱带顶板岩层,因岩层较硬,其x方向位移等值线近于水平,且变形值随高程增高略有减小。
开挖边坡的变形主要受重力作用产生,对边坡岩体起到压实作用,其变形是长期历史作用的结果。同样受软岩带的影响,沿软弱夹层y方向位移等值线(图7-10)密集,最大变形约60mm。同时,从图中可以看出,软岩带顶板岩层y方向位移等值线近于垂直。主要是由于上覆岩体的重力作用,加之软岩带提供上覆岩体的变形空间,同时沿软岩带产生剪切滑动所致。
最大主应力分布如图7-11所示,在厚层状砂岩内且远离软弱带位置的最大正应力量值比较低,其值大部分在5MPa以下。其分布受岩性和坡体临空面控制,在软弱夹层及其顶板附近产生应力集中,量值达10MPa以上。该处正是由于下伏层间破碎带压缩变形后留下的变形空间,上覆岩层因临空而产生应力集中带。受临空面的影响,在坡脚处同样也产生应力集中,其量值也达到7MPa以上。
图7-9 开挖后x方向位移等值线图 (单位:m)
图7-10 开挖后y方向位移等值线图 (单位:m)
图7-11 开挖后最大主应力等值线图 (单位:MPa)
图7-12 开挖后最小主应力等值线图 (单位:MPa)
最小主应力分布如图7-12所示,同样受岩性的控制,并且在软岩带的上覆岩层形成拉应力集中带,不过量值不大,一般小于1MPa。同时,开挖坡面也有较大范围的拉应力区,其值在1MPa左右。图7-12中0MPa等值线所圈定的区域,即可能就是边坡的破坏范围。