基于土體流變特性的庫岸堆積體斜坡失穩(wěn)機(jī)理研究.pdf

1、近年來，土體的流變特性越來越受到巖土工程界的重視，這使得考慮土體流變特性的斜坡破壞失穩(wěn)機(jī)理成為目前的研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)。對于位于水庫或者沿河地區(qū)的斜坡來說，水位波動是造成斜坡失穩(wěn)的最主要影響因素。本論文以自然狀態(tài)下的庫岸堆積體土坡為研究對象，致力于構(gòu)建能夠反映岸土坡失穩(wěn)機(jī)理的岸坡安全系數(shù)-庫水波動-岸坡土流變強(qiáng)度聯(lián)動協(xié)調(diào)機(jī)制，論文主要的研究工作及研究成果包括以下幾方面:
　　(1)系統(tǒng)性地引入土流變學(xué)基本理論、對比土流變元件模型特點(diǎn)和

2、組合原理、掌握流變參數(shù)的識別方法，分析得知西元正夫元件模型和Burgers元件模型在模擬斜坡土流變方面具有優(yōu)良性。
　　(2)利用西元正夫元件模型，并結(jié)合滑坡的流變控制理論，論文在考慮了斜坡失穩(wěn)的強(qiáng)度準(zhǔn)則以外，建立了斜坡失穩(wěn)的位移準(zhǔn)則，并通過該準(zhǔn)則和利用模型，建立了斜坡安全系數(shù)與時間的函數(shù)關(guān)系式。論文采用了Patton準(zhǔn)則和西元正夫流變模型對斜坡滑帶土的流變參數(shù)進(jìn)行了識別。論文收集了三峽庫區(qū)某土質(zhì)斜坡流變參數(shù)，建立了滑帶土抗剪強(qiáng)度

3、和時間的關(guān)系曲線。
　　(3)論文進(jìn)行了三峽庫區(qū)大型土質(zhì)滑坡滑帶土室內(nèi)剪切流變實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了不同荷載等級下滑帶土的流變特性規(guī)律和長期強(qiáng)度規(guī)律。并根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用Burgers流變模型進(jìn)行了流變參數(shù)的辨識，得到了岸坡滑帶土的流變方程，論證了土流變與斜坡失穩(wěn)的關(guān)系，即在不同的載荷條件下，斜坡土體呈現(xiàn)不同流變強(qiáng)度，斜坡失穩(wěn)最易發(fā)生在土體加速流變階段。
　　(4)為了在土流變-岸坡失穩(wěn)關(guān)系中充分考慮庫水的影響，論文對非飽和土力學(xué)相關(guān)

4、公式進(jìn)行了計算和推導(dǎo)，并通過濾紙實(shí)測方法建立了基質(zhì)吸力與土體含水率的關(guān)系曲線。該曲線表明:隨著斜坡非飽和土體隨含水量的增加，其基質(zhì)吸力值減小;土的基質(zhì)吸力減小，斜坡滑帶土的抗剪強(qiáng)度降低。
　　(5)論文利用FLac3D有限差分?jǐn)?shù)值模擬軟件建立了岸坡的計算模型，求得了庫水波動條件下的岸坡安全系數(shù)與庫水位的對應(yīng)關(guān)系。通過運(yùn)用斜坡演化的非線性動力學(xué)模型，找到了岸坡土流變強(qiáng)度與庫水位值二者之間的對應(yīng)關(guān)系，并且建立了岸坡土流變強(qiáng)度的評判標(biāo)準(zhǔn)