6.3 侧向岩石压力

式中：θ——边坡外倾结构面倾角(°)；
      c_s——边坡外倾结构面黏聚力(kPa)；
      φ_s——边坡外倾结构面内摩擦角(°)；
      K_q——系数，可按公式6.2.3-3)计算；
      δ——岩石与挡墙背的摩擦角(°)，取(0.33～0.50)φ。
    当有多组外倾结构面时，应计算每组结构面的主动岩石压力并取其大值。
6.3.2 对沿缓倾的外倾软弱结构面滑动的边坡(图6.3.2)，主动岩石压力合力可按下式计算：

式中：G——四边形滑裂体自重(kN/m)；
      L——滑裂面长度(m)；
      θ——缓倾的外倾软弱结构面的倾角(°)；
      c_s——外倾软弱结构面的黏聚力(kPa)；
      φ_s——外倾软弱结构面内摩擦角(°)。

图6.3.2 岩质边坡四边形滑裂时侧向压力计算

6.3.3 岩质边坡的侧向岩石压力计算和破裂角应符合下列规定：
    1 对无外倾结构面的岩质边坡，应以岩体等效内摩擦角按侧向土压力方法计算侧向岩石压力；对坡顶无建筑荷载的永久性边坡和坡顶有建筑荷载时的临时性边坡和基坑边坡，破裂角按45°＋φ/2确定，Ⅰ类岩体边坡可取75°左右；坡顶无建筑荷载的临时性边坡和基坑边坡的破裂角，Ⅰ类岩体边坡取82°；Ⅱ类岩体边坡取72°；Ⅲ类岩体边坡取62°；Ⅳ类岩体边坡取45°＋φ/2°；
    2 当有外倾硬性结构面时，应分别以外倾硬性结构面的抗剪强度参数按本规范第6.3.1条的方法和以岩体等效内摩擦角按侧向土压力方法分别计算，取两种结果的较大值；破裂角取本条第1款和外倾结构面倾角两者中的较小值；
    3 当边坡沿外倾软弱结构面破坏时，侧向岩石压力应按本规范第6.3.1条和第6.3.2条计算，破裂角取该外倾结构面的倾角，同时应按本条第1款进行验算。
6.3.4 当岩质边坡的坡面为倾斜、坡顶水平、无超载时，岩石压力的合力可按本规范公式(6.2.10-1)计算。当岩体存在外倾结构面时，θ可取外倾结构面的倾角，抗剪强度指标取外倾结构面的抗剪强度指标；当存在多个外倾结构面时，应分别计算，取其中的最大值为设计值。
6.3.5 考虑地震作用时，作用于支护结构上的地震主动岩石压力应按本规范第6.3.1条公式(6.3.1-1)计算，其主动岩石压力系数应按下式计算：

式中：ρ——地震角，可按本规范表6.2.11取值。

条文说明

6.3.1 岩体与土体不同，滑裂角为外倾结构面倾角，因而由此推出的岩石压力公式与库仑公式不同，当滑裂角θ＝45°＋φ/2时公式(6.3.1)即为库仑公式。当岩体无明显结构面时或为破碎、散体岩体时θ角取45°＋φ/2。
6.3.2 有些岩体中存在外倾的软弱结构面，即使结构面倾角很小，仍可能产生四面楔体滑落，对滑落体的大小按当地实际情况确定。滑落体的稳定分析采用力多边形法验算。
6.3.3 本条给出滑移型永久性边坡且坡顶无建筑荷载时岩质边坡侧向岩石压力计算方法，以及破裂角设计取值原则。本条中的无建筑荷载主要是指无重要建筑物或荷载较大的建筑物。本条规定侧压力可按理论公式和按取等效内摩擦角的经验公式计算，两者中取大值作为设计依据。一般情况下，由于规定的等效内摩擦角取得很大，经验公式算出的结果都会小于理论公式计算的结果(除Ⅵ类岩体边坡外)。当岩质和结构面结合程度高时，导致按理论计算公式计算得到的推力为零或极小，以致不需要支护或支护量极少。为保证工程安全，实际工程中这种情况下仍然需要一定的支护。经验公式不会算出推力为零或极小的情况，起到了保证最少支护量的作用。经验公式计算考虑以下因素：①建筑岩石边坡在使用期内，受不利因素与时间效应的影响，岩石及结构面强度可能软化降低；②考虑偶然地震荷载作用的不利影响；③考虑地质参数取值可能存在变异性的不利影响，本条的计算方法力图达到边坡支护的可靠度，满足现行标准的要求。
    对临时岩质边坡侧向岩石压力计算和破裂角的取值作出一定的修正，其依据是临时边坡设计中可以不考虑时间效应和地震效应等不利因素的影响，因此岩压力的计算可以适当放松，按经验公式计算时等效内摩擦角可取规范中的高值；另外，对于破裂角的取值也可提高。但坡顶有建(构)筑物荷载的临时边坡应考虑坡顶建(构)筑物荷载对边坡塌滑区范围的扩大影响，同时应满足永久性边坡的相关规定。
6.3.4 当岩石边坡的坡面为倾斜时，根据平面滑裂面假定，得到了岩石压力计算公式与滑裂面的计算公式[同公式(6.2.10)]，如果岩体中存在外倾结构面时，滑裂面的倾角取外倾结构面的倾角。
6.3.5 在地震作用下，考虑地震作用时的岩石侧压力计算，应考虑地震角的影响，地震角的大小与地震设计烈度有关。根据现行国家标准《铁路工程抗震设计规范》GB 50111-2006(2009年版)条文说明中第6.1.6条，工程震害调查表明，位于岩石地基上的挡土墙震害比在土基上的挡土墙稍轻微，因而岩石地基上的地震角取值与本规范第6.2.11条相同，并采用库仑理论公式计算。