高陡邊坡危巖體失穩(wěn)機(jī)理及其崩塌滾石運(yùn)動(dòng)規(guī)律.pdf

1、隨著國家經(jīng)濟(jì)水平和工程技術(shù)的發(fā)展，國家向基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資越來越多，并且基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的難度越來越大，面臨的工程風(fēng)險(xiǎn)越來越大。同時(shí)隨著國民工程安全意識(shí)的提高，對(duì)工程建設(shè)的質(zhì)量要求也越來越高。在我國西南山區(qū)修建公路、鐵路以及水電站工程中，經(jīng)常會(huì)面臨危巖體崩塌失穩(wěn)以及滾石災(zāi)害的威脅。如何減少工程災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失以及人員事故傷亡，保證工程安全順利的竣工，是每一個(gè)工程技術(shù)人員的基本責(zé)任。因此，對(duì)危巖體崩塌失穩(wěn)以及滾石災(zāi)害的運(yùn)動(dòng)機(jī)理進(jìn)行相關(guān)的研究

2、，揭示滾石災(zāi)害產(chǎn)生的條件和機(jī)理具有重要的意義，能夠?yàn)楣こ虨?zāi)害的防護(hù)治理提供有力的理論指導(dǎo)。
　　本論文采用數(shù)值模擬和室內(nèi)模型試驗(yàn)的手段分析了高陡邊坡危巖體失穩(wěn)的特征以及單體滾石的運(yùn)動(dòng)特征。并依托某危巖體開展了現(xiàn)場滾石試驗(yàn)，并采用數(shù)值手段對(duì)該工程的滾石運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了分析預(yù)測。
　　采用非連續(xù)變形力學(xué)方法建立傾斜滑移式危巖體、豎直墜落式危巖體以及旋轉(zhuǎn)傾倒式危巖體的數(shù)值模型，分析了不同類型的危巖體的變形失穩(wěn)過程，揭示了失穩(wěn)過程中不

3、同時(shí)刻位移變化特征。
　　研制了大比尺三維滾石運(yùn)動(dòng)規(guī)律物理模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，通過高速攝影儀記錄滾石運(yùn)動(dòng)軌跡，能夠模擬不同邊坡角度、滾石滾落高度、滾落角度、滾石啟動(dòng)方式以及滾石形狀等多種不同的因素對(duì)滾石運(yùn)動(dòng)軌跡以及滾石運(yùn)動(dòng)過程中能量變化的影響。
　　試驗(yàn)材料選用模具石膏材料，該材料具有凝固時(shí)間短、成型快的優(yōu)點(diǎn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)含水率為40％，測試了其相應(yīng)的抗壓強(qiáng)度，試驗(yàn)試塊選擇了5cm×5cm×5cm的塊狀，5cm×5cm×2cm的板狀以

4、及5cm×5cm×10cm的條狀三種規(guī)格。
　　開展了滾石運(yùn)動(dòng)規(guī)律模型試驗(yàn)，共設(shè)計(jì)了81中工況，考慮了邊坡角度(15°，20°，30°)，滾石滾落高度(60cm，75cm，100cm)，滾石形狀（正方體，板狀，長方體），滾石滾落角度（15°傾斜滑移式，35°旋轉(zhuǎn)傾倒式，50°豎直墜落式）等因素的運(yùn)動(dòng)軌跡的影響。每一種工況進(jìn)行了多組試驗(yàn)，分析不同影響因素對(duì)滾石碰撞恢復(fù)系數(shù)以及動(dòng)能損失率的影響。
　　依托某工程背景，開展了滾石運(yùn)