浸水條件下級配弱黏結顆粒邊坡穩(wěn)定性研究.pdf

1、高速公路、水利水電、礦山開采等基礎設施的大量修建，所形成的永久或臨時性邊坡歷來都是巖土工程的核心問題，針對其中類土質(zhì)巖體形成的弱黏結邊坡，以三峽水庫為背景，采用離散元軟件PFC2D/3D，實施室外模型試驗等方法，進行深入研究分析。
　　對不同級配的弱黏結崩坡積層力學特性進行了三軸壓縮數(shù)值試驗，建立了含石量0％、20％、40％、60％、80％及100％，尺寸60×30cm、65×32.5cm、70×35cm、75×37.5cm及80

2、×40cm共30種試樣，分別在100kPa、300kPa、500kPa及1000kPa圍壓下進行壓縮，得出如下結論:(1)土石混合體粘聚力c隨著含石量的增加而減小，近似呈線性關系，內(nèi)摩擦角ψ在含石量小于40％時，幾乎不變，當大于40％且小于60％時，內(nèi)摩擦角ψ處于過渡階段，開始增大，且增大程度越來越快，當含石量大于60％時，內(nèi)摩擦角急劇增加。(2)同一含石量試樣的粘聚力隨著試樣尺寸的增大而逐漸減小，且減小程度在含石量40％左右達到最大，

3、隨著試樣尺寸的增大，含石量0％的試樣內(nèi)摩擦角ψ幾乎不變，20％、40％和60％含石量的試樣內(nèi)摩擦角減小，80％、100％含石量的試樣內(nèi)摩擦角增大。(3)崩坡積物試樣在“低含高圍”情況下，破壞時出現(xiàn)“剪漲”現(xiàn)象，“高含低圍”情況下，出現(xiàn)“剪縮”現(xiàn)象。
　　采用碎石、粘土、高嶺土及水泥以一定的配比試制類土質(zhì)巖體，以龔家方岸坡為原型，實施了室外物理模型試驗，并采用PFC3D軟件建立了離散元數(shù)值模型，對兩者在不同水位工況下的變形破壞、內(nèi)部

4、應力、孔隙率等進行了分析研究。結果表明:(1)碎石、粘土、高嶺土、水泥按照4∶2∶1∶0.14的體積比配制而成的試驗用類土質(zhì)巖體能較好替代野外大粒徑不規(guī)則類土質(zhì)巖體;(2)室外模型在水位上升期間前緣發(fā)生局部坍塌，在水位下降期間發(fā)生整體垮塌，且內(nèi)部空隙水壓力可以間接反映此時邊坡的變形形態(tài);(3)離散元模型在水位升降期間模擬邊坡的變形破壞情況與室外物理模型一致，且能同時獲得岸坡內(nèi)部孔隙率及應力的變化情況，間接反映岸坡變形情況。
　　運

5、用離散元軟件PFC2D，建立了三峽水庫龔家方2號斜坡的離散元模型，并對其破壞問題進行模擬，模擬結果表明:(1)水庫蓄水后，斜坡上覆崩坡積層會沿著巖土分界面向下滑動;(2)整個滑動過程可以分為底端變形、上段及中段垮塌、整體滑動以及固化穩(wěn)定4個階段，其中底端變形形成的“鼓包”是否破裂是斜坡啟動的關鍵;(3)斜坡的滑動速度在初始階段速度會迅速增大，之后緩慢減小，直至穩(wěn)定。將模擬結果與觀測資料對比分析，與實際破壞情況一致。
　　運用離散元

6、軟件PFC2D，建立了三峽水庫岸坡區(qū)域神女溪青石滑坡的離散元模型，并對其在145m、155m、165m和175m水位工況下的變形與破壞問題進行模擬研究，結果表明:(1)滑坡在165m水位下同等時間內(nèi)坡中部分豎向位移最大，滑動速度最快，坡腳處水平方向應力以及水平方向應變速率均最先達到最大值;(2)145m水位下滑坡變形量微小，155m、165m和175m水位下滑坡的破壞過程可分為弱化蠕變、前緣變形滑動、中部失穩(wěn)滑動以及固化穩(wěn)定四個階段，且