軟弱變質(zhì)巖力學(xué)性質(zhì)及其邊坡失穩(wěn)機(jī)制的研究.pdf

1、陜西省是軟弱變質(zhì)巖分布廣泛的省份之一。近年來(lái)，隨著工程建設(shè)數(shù)量的增多和規(guī)模的加大，軟弱變質(zhì)巖斜坡災(zāi)害頻繁發(fā)生，造成的損失也逐年增加。 因此，本文以陜南公路路塹邊坡與西安黑河水庫(kù)壩肩邊坡為依托工程，采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、室內(nèi)試驗(yàn)和理論分析等方法，研究了軟弱變質(zhì)巖的力學(xué)性質(zhì)，闡述了軟弱變質(zhì)巖斜坡災(zāi)害的基本特征、分布規(guī)律及病害模式，定性和定量地揭示了其失穩(wěn)機(jī)制，從而為邊坡成災(zāi)預(yù)警和選擇經(jīng)濟(jì)有效的治理對(duì)策奠定基礎(chǔ)。主要研究?jī)?nèi)容如下： (

2、1)歸納匯總了陜南地區(qū)316國(guó)道早陽(yáng)-蜀河段26處軟弱變質(zhì)巖斜坡災(zāi)害點(diǎn)的基本情況，對(duì)斜坡災(zāi)害的規(guī)模、地域特征及影響因子進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，得到研究路段斜坡災(zāi)害的變形破壞模式。 另外，通過(guò)對(duì)黑河水庫(kù)右壩肩軟弱變質(zhì)巖邊坡的野外調(diào)查，進(jìn)行了槽探和平硐揭露等實(shí)地勘測(cè)工作，從而精細(xì)描述了邊坡體的結(jié)構(gòu)特征與變形破壞現(xiàn)象。 (2)根據(jù)單軸壓縮試驗(yàn)結(jié)果，分析了巖石的全應(yīng)力應(yīng)變曲線，得到了巖石的力學(xué)參數(shù)，總結(jié)了單軸壓縮下巖石的幾種破裂形式及破

3、壞機(jī)理； 另外，通過(guò)三軸壓縮試驗(yàn)，比較了干燥和飽水試樣在不同圍壓作用下的力學(xué)性質(zhì)，討論了圍壓對(duì)強(qiáng)度和變形指標(biāo)的影響規(guī)律，分析了三軸狀態(tài)下巖石的破壞類(lèi)型及機(jī)理。 同時(shí)，基于試驗(yàn)所觀察到的局部剪切帶形成過(guò)程，引入巖土破損力學(xué)的基本元件，從巖石應(yīng)變軟化的破壞機(jī)制出發(fā)，建立了能模擬巖石漸進(jìn)破損過(guò)程且具有明確物理意義的理論模型。 (3)通過(guò)單軸壓縮流變?cè)囼?yàn)，分析了流變對(duì)巖石荷載一變形關(guān)系的影響規(guī)律，研究了軸向變形隨時(shí)間變化

4、的基本趨勢(shì)，并分別論述了兩種片巖在流變過(guò)程中的變形特性，從而闡明了巖石的蠕變損傷機(jī)制。 另外，根據(jù)元件模型理論，建立一個(gè)新的巖石五元件粘彈塑性流變模型，并且基于此模型，將損傷變量引入其中，得到流變損傷方程。 (4)在前人研究的基礎(chǔ)上，提出軟弱變質(zhì)巖邊坡的水化-時(shí)效蠕變失穩(wěn)機(jī)制，從水-巖相互作用和時(shí)效變形的角度出發(fā)，在物理、化學(xué)、力學(xué)及時(shí)效等諸多方面對(duì)此類(lèi)邊坡的成因機(jī)制及變形破壞過(guò)程進(jìn)行了全面的分析。 同時(shí)，應(yīng)用尖