水下岩质边坡的稳定性分析在工程实践中具有十分重要的现实意义,如三峡水库蓄水后,大量原本位于水面以上已趋于稳定的自然或人工岩质边坡就将被淹没,导致边坡稳定性降低,并由于水的压力,水的冲击,水的渗流,水的侵蚀等综合作用,将对水下岩质边坡的稳定性带来大量的不确定性。 对于水上边坡的稳定性分析已经比较成熟,而对于水下边坡的稳定性分析,既要考虑边坡自身的稳定性,还要考虑水对边坡的影响。目前主要对水下土质边坡进行了计算模式讨论和一些模型试验研究,而对水下岩质边坡的研究还仅仅局限于理论和计算模式的探索阶段,对其进行模型试验研究甚少。 本文在已有的水下土质边坡稳定性试验和水下岩质边坡有限元分析基础上,对水下岩质边坡进行模型试验研究,探讨在升降水过程中和波浪作用下水下岩质边坡的稳定性和破坏机理。模型试验通过将结构面为30°和50°的两种边坡模型布置在人工水槽中,利用波流系统进行升降水试验和波浪冲击试验,并量测岩质边坡的应力变化。通过分析边坡各测点应力变化,得出了一些有意义的结论:(1)可以将边坡划分成三个应力变化规律相同的区域,为理论数值计算提供依据;(2)边坡各区域应力变化曲线与波浪波形相对应;(3)波高是波浪能量大小的主要影响因素,而周期大小和波浪能量传播完全程度相关;(4)边坡前部各区域离水介质的距离越大,即结构面倾角越小,边坡在升降水时其稳定性越低,而在波浪冲击时其稳定性越高。