基于應(yīng)變軟化理論的順層邊坡失穩(wěn)機(jī)理及局部破壞范圍研究.pdf

1、含泥化夾層緩傾角（巖層傾角＜35°）順層路塹邊坡具有局部破壞現(xiàn)象，存在漸進(jìn)性失穩(wěn)機(jī)理，但該理論一直缺少深入的理論支撐。漸進(jìn)性破壞理論一般源于巖土材料的應(yīng)變軟化效應(yīng)。本文從層間泥化夾層的應(yīng)變軟化效應(yīng)研究入手，結(jié)合應(yīng)變軟化接觸單元本構(gòu)模型的數(shù)值實(shí)現(xiàn)，建立含層間應(yīng)變軟化效應(yīng)的順層邊坡接觸元模型，對(duì)順層邊坡的失穩(wěn)機(jī)理及首段局部破壞范圍進(jìn)行深入的研究。研究過程綜合采用資料統(tǒng)計(jì)、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值計(jì)算、理論分析、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研等多種手段，完成的主

2、要研究?jī)?nèi)容包括以下幾方面:
　　 (1)通過不同類型多組泥化夾層試樣的反復(fù)剪剪切試驗(yàn)，對(duì)泥化夾層應(yīng)變軟化剪切強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究?；谌€型剪切強(qiáng)度衰減模型，提出了塑性剪切位移（Lp）概念，并對(duì)該值的取值方法進(jìn)行深入探討，且據(jù)此建立了規(guī)范化的泥化夾層應(yīng)變軟化試驗(yàn)方法及步驟。
　　 (2)通過泥巖類泥化夾層的剪切流變?cè)囼?yàn)，對(duì)泥化夾層剪切強(qiáng)度的時(shí)間效應(yīng)進(jìn)行了深入研究，研究發(fā)現(xiàn)泥化夾層的長(zhǎng)期強(qiáng)度具有時(shí)間軟化/硬化的復(fù)合變化特征

3、，該特征與其所受的恒載剪應(yīng)力及法向應(yīng)力特征有關(guān)。
　　 (3)利用有限差分法(FLAC)程序語言，對(duì)接觸單元的應(yīng)變軟化本構(gòu)模型實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行研究。通過含有應(yīng)變軟化接觸單元的直剪實(shí)驗(yàn)數(shù)值模擬，對(duì)應(yīng)變軟化接觸單元本構(gòu)模型的有效性進(jìn)行驗(yàn)證分析。試驗(yàn)表明，直剪過程存在漸進(jìn)性破壞特征，且接觸單元強(qiáng)度參數(shù)的演化對(duì)剪切應(yīng)力-位移關(guān)系曲線產(chǎn)生線性影響，建立的應(yīng)變軟化接觸單元本構(gòu)模型合理有效。
　　 (4)將應(yīng)變軟化接觸單元本構(gòu)模型引入至順

4、層邊坡力學(xué)行為分析中，對(duì)應(yīng)變軟化接觸單元對(duì)順層邊坡層間應(yīng)力特征的響應(yīng)過程，及應(yīng)變軟化效應(yīng)的鏈?zhǔn)絺鬟f特征進(jìn)行深入研究。結(jié)合力學(xué)行為分析結(jié)果，對(duì)順層邊坡的漸進(jìn)性破壞過程進(jìn)行深入探討，提煉出順層邊坡的漸進(jìn)性破壞失穩(wěn)機(jī)理。
　　 (5)采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法，對(duì)影響順層邊坡首段局部破壞范圍的巖層傾角、層厚、坡長(zhǎng)、峰值摩擦角、殘余摩擦角、峰值粘聚力、殘余粘聚力、塑性剪切位移等參數(shù)因子進(jìn)行敏感度分析，并進(jìn)行各主要因子與局部破壞范圍值相關(guān)性的回歸分析

5、?；跀?shù)理統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果、考慮泥化夾層極限應(yīng)變軟化特征，結(jié)合國(guó)內(nèi)38個(gè)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的已破壞順層邊坡數(shù)據(jù)樣本的修正，建立了順層邊坡首段局部破壞范圍計(jì)算公式及計(jì)算步驟，計(jì)算公式如下:Ljjx=5.75α+3.86d-9.06φp-3.81Cp+101.16。
　　 (6)通過對(duì)巴東車站順層邊坡、重慶湘渝高速順層滑坡及四川簡(jiǎn)陽(yáng)雷打石順層滑坡3個(gè)典型工程實(shí)例的綜合分析，對(duì)本文所建立的順層邊坡首段局部破壞范圍計(jì)算公式進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明，本文建立