層狀巖體破壞特征的試驗和數(shù)值分析及其邊坡穩(wěn)定性研究.pdf

1、自然界中具有層狀構(gòu)造的沉積巖占陸地面積的2/3，層狀巖體因開挖的影響，往往容易發(fā)生滑坡、崩塌等地質(zhì)病害，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。目前國內(nèi)外學(xué)者對于層狀巖體的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)、結(jié)構(gòu)面的抗剪強度測定及層狀巖體邊坡穩(wěn)定性等方面的數(shù)值研究有一定的發(fā)展。
　　 論文通過收集前人資料、理論分析、室內(nèi)試驗及數(shù)值仿真技術(shù)，對層狀巖體的壓縮特性、結(jié)構(gòu)面的剪切特性、層狀巖體邊坡穩(wěn)定性及邊坡錨固等相關(guān)方面進(jìn)行了相應(yīng)的系統(tǒng)研究，為工程實踐提供科學(xué)指導(dǎo)。

2、>　　 引入描述橫觀各向同性體的數(shù)值計算方法，并對比理論分析結(jié)果與數(shù)值計算結(jié)果之間的差別，表明數(shù)值方法能夠較好地描述層狀巖體的破壞特征。
　　 層狀巖體室內(nèi)單軸壓縮試驗得到不同結(jié)構(gòu)面傾角下巖樣的應(yīng)力應(yīng)變曲線，曲線表明隨著結(jié)構(gòu)面傾角的增大，層狀巖體的壓縮強度呈先減小后增大的趨勢。同時，通過層狀巖體單軸和三軸壓縮數(shù)值計算，探討了壓縮情況下，層狀巖體的強度和變形特征、巖樣的結(jié)構(gòu)面效應(yīng)、尺寸效應(yīng)，以及加載速率的影響，結(jié)果表明不同傾角下

3、，巖樣的壓縮強度均隨巖樣直徑的增大而減小，隨加載速率的增大而增大，在實際試驗過程中，應(yīng)根據(jù)模擬的工況不同采用不同的加載速率；隨著圍壓的增大，巖石應(yīng)力峰值附近的塑性變形也增大，試件達(dá)到峰值強度的變形量也不斷增大，試件延性特征增強，試樣的彈性模量不斷線性增大。數(shù)值模擬得到的巖石壓縮強度變化規(guī)律與室內(nèi)試驗的規(guī)律相同。
　　 在結(jié)構(gòu)面的室內(nèi)和數(shù)值試驗中，分析了結(jié)構(gòu)面力學(xué)變形特性和影響參數(shù)，其結(jié)果表明，試樣剪切強度與正應(yīng)力之間符合Mohr

4、-Coulomb線性關(guān)系；結(jié)構(gòu)面的峰值剪切強度隨剪切速率的增加逐漸增大；數(shù)值計算得到的結(jié)果與室內(nèi)試驗得到的結(jié)果相同，驗證了數(shù)值試驗的可靠性。
　　 對于層狀巖體邊坡的穩(wěn)定性采用了三維數(shù)值方法進(jìn)行計算，探討了邊坡滑動面隨強度參數(shù)的變化情況，其結(jié)果表明，不同結(jié)構(gòu)面情況下，隨著結(jié)構(gòu)粘結(jié)力的增大，邊坡滑動面逐漸從臨坡面向坡內(nèi)移動，滑動模式由淺層滑動轉(zhuǎn)換為深層滑動；隨著內(nèi)摩擦角的增大，邊坡的安全系數(shù)逐漸增大，滑動面從深部往淺部移動。