滑帶土的流變特性試驗(yàn)研究.pdf

1、滑帶是滑坡最重要的結(jié)構(gòu)要素之一，其中記錄了與滑坡發(fā)生和發(fā)展過程密切相關(guān)的物質(zhì)變化和動力學(xué)演化信息?；瑤磷鳛榛瑒舆^程中形成的一種特殊巖土體，其流變行為及其特征不僅是滑坡動力學(xué)過程反應(yīng)，而且是評價、預(yù)測和預(yù)報滑坡的重要依據(jù)。因此，通過先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和當(dāng)今的流變理論，確定滑帶土的流變特性，建立其流變模型，進(jìn)而對滑坡演化趨勢進(jìn)行分析，具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。這是本文選題的主要出發(fā)點(diǎn)所在。 本文共分五部分，約4 萬字，各章內(nèi)容簡述

2、如下： 第一章包括三部分：一是在大量閱覽國內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上，對土的流變和滑坡穩(wěn)定性分析方面的研究進(jìn)展進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)和分析；二是闡述了本項(xiàng)研究的科學(xué)意義和應(yīng)用價值，并針對解決本項(xiàng)研究的主要問題和難題，提出了應(yīng)當(dāng)采用的技術(shù)理論和方法途徑；三是對土流變學(xué)的發(fā)展進(jìn)行了展望，認(rèn)為當(dāng)前在土的微細(xì)結(jié)構(gòu)和非線性流變研究方面存在薄弱環(huán)節(jié)，將會成為今后該領(lǐng)域兩個重要的研究方向。 第二章從基本流變元件和流變模型等方面，概述了土的流變模型理論。

3、介紹了歐幾里德剛體、帕斯卡液體、虎克彈性體、牛頓粘滯體、圣維南塑性體等5 種流變元件的流變方程，以及基本和復(fù)合元件、普通元件兩種流變模型。 第三章是本文的核心部分，特別在Mesri 模型修正方面和非飽和流變試驗(yàn)與飽和試驗(yàn)結(jié)果比較具有創(chuàng)新性。在近一年半時間中，作者對清江庫區(qū)水布埡滑坡滑帶土樣開展了常規(guī)土工實(shí)驗(yàn)和三軸流變試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立了古樹包滑坡滑帶土的Singh-Mitchell 流變模型和Mesri 流變模型，并給出了

4、相應(yīng)參數(shù)。比較認(rèn)為，這兩種模型與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的變化趨勢接近，但在等速蠕變階段應(yīng)變速率明顯比試驗(yàn)值偏大，由此看來，兩個模型對滑帶土流變規(guī)律的擬合能力欠佳。針對這一不足，本文提出了分段擬合的思想，并修正Mesri 應(yīng)力－應(yīng)變－時間關(guān)系。新建立的模型從機(jī)理上反映了巖土流變過程表現(xiàn)為衰減蠕變、等速蠕變、穩(wěn)定蠕變或急劇破壞三階段型的基本定性規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了對Mesri 模型的拓廣，原Mesri 模型實(shí)質(zhì)上是修正Meiri 模型的一個特例。據(jù)此，通過對流變

5、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分段擬合，建立了古樹包滑帶土的修正Mesri 應(yīng)力－應(yīng)變－時間關(guān)系。與試數(shù)據(jù)的對比表明，新模型的模擬能力和可靠性較原Mesri 模型明顯提高。對參數(shù)的分析還可以看出，新模型同樣適合對加速蠕變階段模擬。最后通過做非飽和流變試驗(yàn)，著重對在飽和和非飽和情況下滑帶土的流變特性進(jìn)行比較。 第四章，提出了有限元方法分析滑坡流變問題的思路和步驟，針對清江水布埡庫區(qū)古樹包滑坡，提出了采用非線性有限元方法對滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析的初步構(gòu)想。