土石混合體邊坡失穩(wěn)機(jī)制及穩(wěn)定性研究——以瑪納斯河流域?yàn)槔?pdf

1、土石混合體作為一種特殊的巖土體，在我國(guó)分布廣泛，由于其物質(zhì)組成特殊性，目前國(guó)內(nèi)外研究多重于對(duì)土石混合體物理力學(xué)性質(zhì)的研究，但對(duì)土石混合體邊坡的研究較少。在瑪納斯河流域，土石混合體邊坡分布較廣，但對(duì)于土石混合體邊坡的自身穩(wěn)定性及維穩(wěn)極限的研究較少，對(duì)邊坡的變形破壞及失穩(wěn)機(jī)制的研究也較少。隨著大量基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的開展，土石混合體邊坡的問(wèn)題將凸顯出來(lái)，因此對(duì)其穩(wěn)定性和失穩(wěn)機(jī)制的研究很有意義。
　　本研究在資料搜集、實(shí)地勘察的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了

2、原位試驗(yàn)以及數(shù)值模擬等一系列工作。首先研究了流域內(nèi)工程地質(zhì)概況，結(jié)合勘察和已有的資料研究分析了流域內(nèi)土石混合體的分布及成因、土石混合體邊坡的特征；在此基礎(chǔ)上，選取試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行了多組土石混合體的原位水平推剪試驗(yàn)，得到了土石混合體的抗剪強(qiáng)度參數(shù)，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，研究了土石混合體的變形破壞特點(diǎn)；在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以數(shù)值模擬的方法研究了含石量、塊石空間分布、邊坡結(jié)構(gòu)對(duì)土石混合體邊坡穩(wěn)定性及失穩(wěn)機(jī)制的影響，主要研究結(jié)論如下：
　　（1）在

3、實(shí)地勘察的基礎(chǔ)上，分析了流域內(nèi)土石混合體的分布及成因和土石混合體邊坡的特征。結(jié)果表明：沖積扇與沖洪積平原土石混合體分布廣泛，上部地層呈典型的“二元結(jié)構(gòu)”，多由河流的沖洪積作用形成；山地、丘陵土石混合體多位于河谷兩岸，呈條帶狀分布，土石混合體成因以河流的沖積作用為主，但也有因重力堆積形成的土石混合體；按邊坡結(jié)構(gòu)分類，土石混合體邊坡可分為一元結(jié)構(gòu)邊坡、二元結(jié)構(gòu)邊坡和三元結(jié)構(gòu)邊坡；流域內(nèi)土石混合體邊坡自然休止角較大，調(diào)研邊坡平均坡高為14.1

4、m，平均坡角為71.1°，而且邊坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，僅局部有掉塊現(xiàn)象。
　　（2）通過(guò)對(duì)流域內(nèi)土石混合體進(jìn)行原位水平推剪試驗(yàn)，得到了土石混合體抗剪強(qiáng)度參數(shù)平均值，內(nèi)聚力c為16.28kPa，內(nèi)摩擦角φ為44.98°；水平推剪試驗(yàn)過(guò)程中有明顯的剪應(yīng)力峰值，剪應(yīng)力-剪切位移曲線表現(xiàn)為完整的全應(yīng)力應(yīng)變曲線，剪應(yīng)力-剪切位移曲線可以分為五個(gè)階段，即擠密階段、彈塑性變形階段、初始屈服階段、應(yīng)變硬化階段和破壞后階段；對(duì)土石混合體的失穩(wěn)路徑進(jìn)行

5、了分析，發(fā)現(xiàn)土石混合體具有“繞石性”。
　　（3）含石量、塊石空間分布、邊坡結(jié)構(gòu)對(duì)土石混合體邊坡穩(wěn)定性及失穩(wěn)機(jī)制均有較大影響。邊坡整體穩(wěn)定性隨著含石量的增加而有所提高，含石量較低時(shí)，土石混合體邊坡的滑動(dòng)帶為圓弧形，邊坡的失穩(wěn)破壞為旋轉(zhuǎn)型滑坡；含石量較高時(shí)，邊坡的失穩(wěn)破壞為底部土石混合體垮塌，頂部拉裂，形成垮塌-拉裂滑坡；含石量都為30％時(shí)，由于塊石空間分布不同，邊坡的失穩(wěn)破壞可以分為旋轉(zhuǎn)型滑坡和垮塌-拉裂滑坡兩種，這是由于塊石分布