基于應變軟化理論的順層邊坡失穩(wěn)機理及局部破壞范圍研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、含泥化夾層緩傾角(巖層傾角<35°)順層路塹邊坡具有局部破壞現(xiàn)象,存在漸進性失穩(wěn)機理,但該理論一直缺少深入的理論支撐。漸進性破壞理論一般源于巖土材料的應變軟化效應。本文從層間泥化夾層的應變軟化效應研究入手,結(jié)合應變軟化接觸單元本構(gòu)模型的數(shù)值實現(xiàn),建立含層間應變軟化效應的順層邊坡接觸元模型,對順層邊坡的失穩(wěn)機理及首段局部破壞范圍進行深入的研究。研究過程綜合采用資料統(tǒng)計、室內(nèi)試驗、數(shù)值計算、理論分析、現(xiàn)場監(jiān)測,及現(xiàn)場調(diào)研等多種手段,完成的主

2、要研究內(nèi)容包括以下幾方面:
   (1)通過不同類型多組泥化夾層試樣的反復剪剪切試驗,對泥化夾層應變軟化剪切強度參數(shù)進行系統(tǒng)研究。基于三線型剪切強度衰減模型,提出了塑性剪切位移(Lp)概念,并對該值的取值方法進行深入探討,且據(jù)此建立了規(guī)范化的泥化夾層應變軟化試驗方法及步驟。
   (2)通過泥巖類泥化夾層的剪切流變試驗,對泥化夾層剪切強度的時間效應進行了深入研究,研究發(fā)現(xiàn)泥化夾層的長期強度具有時間軟化/硬化的復合變化特征

3、,該特征與其所受的恒載剪應力及法向應力特征有關(guān)。
   (3)利用有限差分法(FLAC)程序語言,對接觸單元的應變軟化本構(gòu)模型實現(xiàn)方法進行研究。通過含有應變軟化接觸單元的直剪實驗數(shù)值模擬,對應變軟化接觸單元本構(gòu)模型的有效性進行驗證分析。試驗表明,直剪過程存在漸進性破壞特征,且接觸單元強度參數(shù)的演化對剪切應力-位移關(guān)系曲線產(chǎn)生線性影響,建立的應變軟化接觸單元本構(gòu)模型合理有效。
   (4)將應變軟化接觸單元本構(gòu)模型引入至順

4、層邊坡力學行為分析中,對應變軟化接觸單元對順層邊坡層間應力特征的響應過程,及應變軟化效應的鏈式傳遞特征進行深入研究。結(jié)合力學行為分析結(jié)果,對順層邊坡的漸進性破壞過程進行深入探討,提煉出順層邊坡的漸進性破壞失穩(wěn)機理。
   (5)采用數(shù)理統(tǒng)計法,對影響順層邊坡首段局部破壞范圍的巖層傾角、層厚、坡長、峰值摩擦角、殘余摩擦角、峰值粘聚力、殘余粘聚力、塑性剪切位移等參數(shù)因子進行敏感度分析,并進行各主要因子與局部破壞范圍值相關(guān)性的回歸分析

5、?;跀?shù)理統(tǒng)計分析結(jié)果、考慮泥化夾層極限應變軟化特征,結(jié)合國內(nèi)38個現(xiàn)場調(diào)研的已破壞順層邊坡數(shù)據(jù)樣本的修正,建立了順層邊坡首段局部破壞范圍計算公式及計算步驟,計算公式如下:Ljjx=5.75α+3.86d-9.06φp-3.81Cp+101.16。
   (6)通過對巴東車站順層邊坡、重慶湘渝高速順層滑坡及四川簡陽雷打石順層滑坡3個典型工程實例的綜合分析,對本文所建立的順層邊坡首段局部破壞范圍計算公式進行驗證。結(jié)果表明,本文建立

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