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、崩塌等地質病害，造成巨大經濟損失。目前國內外學者對于層狀巖體的物理力學性質指標、結構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、室內試驗及數(shù)值仿真技術，對層狀巖體的壓縮特性、結構面的剪切特性、層狀巖體邊坡穩(wěn)定性及邊坡錨固等相關方面進行了相應的系統(tǒng)研究，為工程實踐提供科學指導。

2、>　　 引入描述橫觀各向同性體的數(shù)值計算方法，并對比理論分析結果與數(shù)值計算結果之間的差別，表明數(shù)值方法能夠較好地描述層狀巖體的破壞特征。
　　 層狀巖體室內單軸壓縮試驗得到不同結構面傾角下巖樣的應力應變曲線，曲線表明隨著結構面傾角的增大，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、巖樣的結構面效應、尺寸效應，以及加載速率的影響，結果表明不同傾角下

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，巖石應力峰值附近的塑性變形也增大，試件達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)律與室內試驗的規(guī)律相同。
　　 在結構面的室內和數(shù)值試驗中，分析了結構面力學變形特性和影響參數(shù)，其結果表明，試樣剪切強度與正應力之間符合Mohr

4、-Coulomb線性關系；結構面的峰值剪切強度隨剪切速率的增加逐漸增大；數(shù)值計算得到的結果與室內試驗得到的結果相同，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)值方法進行計算，探討了邊坡滑動面隨強度參數(shù)的變化情況，其結果表明，不同結構面情況下，隨著結構粘結力的增大，邊坡滑動面逐漸從臨坡面向坡內移動，滑動模式由淺層滑動轉換為深層滑動；隨著內摩擦角的增大，邊坡的安全系數(shù)逐漸增大，滑動面從深部往淺部移動。