淺變質(zhì)巖系風(fēng)化層邊坡變形形成機(jī)理和破壞模式研究.pdf

1、本文針對(duì)貴州地區(qū)廣泛分布的淺變質(zhì)巖基本特點(diǎn),開(kāi)展淺變質(zhì)巖風(fēng)化層邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法、破壞機(jī)理和破壞模式研究。
　　 論文首先對(duì)貴州省典型淺變質(zhì)巖風(fēng)化層邊坡地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、坡面防護(hù)形式和排水設(shè)施、地下水和地表水分布和邊坡破壞情況進(jìn)行了詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,并對(duì)比分析了邊坡原始設(shè)計(jì)資料和現(xiàn)場(chǎng)施工開(kāi)挖記錄,總結(jié)了淺變質(zhì)巖風(fēng)化層邊坡的主要特點(diǎn)、穩(wěn)定性影響因素和主要破壞形式。從邊坡穩(wěn)定性有限元分析方法和極限平衡法基本原理入手,根據(jù)邊坡巖土體摩

2、爾庫(kù)倫強(qiáng)度理論提出了適合于淺變質(zhì)巖風(fēng)化層邊坡穩(wěn)定性分析的有限元極限平衡法。開(kāi)發(fā)了基于Cosmos／M有限元分析軟件的淺變質(zhì)巖風(fēng)化層邊坡穩(wěn)定性分析有限元自動(dòng)建模和計(jì)算系統(tǒng)SMCS系統(tǒng)。
　　 首次以淺變質(zhì)巖邊坡潛在滑動(dòng)面上的切向和法向彈簧模擬滑坡體和滑床之間的接觸摩擦問(wèn)題,采用SMCS系統(tǒng)對(duì)王家寨和南約溝滑坡進(jìn)行了數(shù)值模擬。采用淺變質(zhì)巖邊坡塑性區(qū)分布和地質(zhì)勘探資料綜合確定了邊坡潛在滑動(dòng)面位置,根據(jù)邊坡巖土體受拉開(kāi)裂失效以及剪應(yīng)力超

3、過(guò)其抗剪強(qiáng)度后不能再承擔(dān)剪應(yīng)力增量的受力特點(diǎn),通過(guò)邊坡潛在滑動(dòng)面上切向和法向彈簧單元應(yīng)力釋放和重分配的方法實(shí)現(xiàn)潛在滑動(dòng)面上滑動(dòng)力和抗滑力的平衡迭代,根據(jù)邊坡潛在滑動(dòng)面上塑性區(qū)分布和受力特性的變化分析了淺變質(zhì)巖風(fēng)化層邊坡漸進(jìn)破壞的過(guò)程、變形破壞機(jī)理和主要破壞模式,同時(shí),分析了淺變質(zhì)巖邊坡巖土體飽水狀態(tài)和邊坡坡率變化對(duì)其穩(wěn)定性的影響。
　　 選擇典型淺變質(zhì)山體進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)原位滑坡試驗(yàn),按照預(yù)設(shè)的邊坡坡率進(jìn)行山體削方開(kāi)挖,開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)山

4、體進(jìn)行了系統(tǒng)的位移監(jiān)控與量測(cè)的研究工作,建立了山體的變形與開(kāi)挖的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)山體開(kāi)挖過(guò)程中變形監(jiān)測(cè)結(jié)果和開(kāi)挖過(guò)程有限元數(shù)值模擬分析,驗(yàn)證了淺變質(zhì)巖邊坡主要破壞模式。對(duì)傳遞系數(shù)法和有限元極限平衡法用于淺變質(zhì)巖風(fēng)化層邊坡穩(wěn)定性分析的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　 研究結(jié)果表明:采用淺變質(zhì)巖風(fēng)化層邊坡潛在滑動(dòng)面上的法向和切向彈簧單元模擬滑坡體和滑床之間的接觸摩擦問(wèn)題能夠真實(shí)反映淺變質(zhì)巖風(fēng)化層邊坡潛在滑動(dòng)面上受力變化和邊坡漸進(jìn)破壞的基