軟硬互層巖質(zhì)反傾邊坡彎曲傾倒離心模型試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究
發(fā)布時間:2021-02-20 10:26
西部山區(qū)工程建設(shè)揭露了眾多大型彎曲傾倒變形體,多具有軟硬互層結(jié)構(gòu),水平深度可達(dá)300 m。為進(jìn)一步探明軟硬互層反傾邊坡的傾倒變形機(jī)制,融合離心模型試驗(yàn)與UDEC模擬,研究了此類邊坡的破壞模式與影響因素,并通過點(diǎn)對分析,討論了變形的力學(xué)機(jī)制。數(shù)值模擬時,在巖層內(nèi)預(yù)置隨機(jī)裂隙,獲得了破裂面的演化規(guī)律。結(jié)果表明:數(shù)值模擬與試驗(yàn)的位移曲線及破裂面形態(tài)吻合較好,邊坡變形可分為起始蠕變階段、穩(wěn)態(tài)變形階段和失穩(wěn)破壞階段;坡體前部為壓剪復(fù)合變形,后部則以拉張為主;邊坡主破裂面呈弧形,由坡腳快速貫通至坡頂,整體為拉–剪性破裂面;坡體內(nèi)發(fā)育3條破裂面,可作為分界線將變形體分為極強(qiáng)傾倒區(qū)、強(qiáng)傾倒區(qū)和弱傾倒區(qū);坡腳巖體變形后期壓致拉裂,逐漸折斷脫離母巖,最終導(dǎo)致變形巖體沿不同的破裂面形成漸進(jìn)后退式破壞;邊坡在傾角與坡角之和大于等于120°時才較易破壞,坡角主要影響破壞難易,傾角則控制變形規(guī)模。
【文章來源】:巖土工程學(xué)報. 2020,42(07)北大核心
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
傾倒變形體巖體結(jié)構(gòu)統(tǒng)計
試驗(yàn)采用地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué))的TLJ-500型土工離心機(jī)(圖2(a))。主要由主機(jī)、900 kw直流電機(jī)、直流調(diào)速裝置、加速度控制系統(tǒng)、主控臺、測量系統(tǒng)、電視監(jiān)視通訊系統(tǒng)及模型箱等組成,最大容量500 g·t,有效半徑4.5 m,主機(jī)采用單吊斗、不對稱臂結(jié)構(gòu)。通過動態(tài)信號測量系統(tǒng)采集位移、加速度等動態(tài)變化量,采集間隔設(shè)置為1 s,并通過監(jiān)視系統(tǒng)采集高清圖像,攝像機(jī)布置在轉(zhuǎn)臂上,分辨率大于600 ppi。1.2 試驗(yàn)?zāi)P图皸l件
模型底部固定y方向速度為0,兩側(cè)固定x方向速度為0,坡頂與坡面為自由邊界。首先計算至自重平衡(1g),之后模擬離心機(jī)加載過程,間隔2g對邊坡逐級增加重力荷載。每級加載分配足夠的時步,保證穩(wěn)定的模型響應(yīng)。2.3 豎向位移對比
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]離心模型試驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合研究采空邊坡漸進(jìn)破壞特性[J]. 李世俊,馬昌慧,劉應(yīng)明,韓玉珍,張彬,張嘎. 巖土力學(xué). 2019(04)
[2]反傾邊坡傾倒變形演化過程的模型試驗(yàn)研究[J]. 趙華,李文龍,衛(wèi)俊杰,龐波. 工程地質(zhì)學(xué)報. 2018(03)
[3]反傾層狀巖質(zhì)邊坡傾倒破壞的離心模型試驗(yàn)研究[J]. 吳昊,趙維,年廷凱,宋懷博,張彥君. 水利學(xué)報. 2018(02)
[4]斜坡傾倒變形的工程地質(zhì)分析[J]. 黃潤秋,李渝生,嚴(yán)明. 工程地質(zhì)學(xué)報. 2017(05)
[5]地下開采作用下“反傾上硬下軟”型斜坡崩塌形成機(jī)制研究——以貴州開陽磷礦崩塌為例[J]. 鄭達(dá),黃潤秋,黃剛. 工程地質(zhì)學(xué)報. 2014(03)
[6]我國巖土離心模擬技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 包承綱. 長江科學(xué)院院報. 2013(11)
[7]反傾巖體邊坡變形機(jī)制與穩(wěn)定性評價研究綜述[J]. 譚儒蛟,楊旭朝,胡瑞林. 巖土力學(xué). 2009(S2)
[8]底摩擦重力試驗(yàn)在傾倒變形巖體穩(wěn)定性研究中的應(yīng)用[J]. 陳孝兵,李渝生,趙小平. 地學(xué)前緣. 2008(02)
[9]20世紀(jì)以來中國的大型滑坡及其發(fā)生機(jī)制[J]. 黃潤秋. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2007(03)
[10]層狀反傾巖質(zhì)邊坡影響因素及反傾條件分析[J]. 程東幸,劉大安,丁恩保,趙紅敏,潘煒,郭華鋒. 巖土工程學(xué)報. 2005(11)
碩士論文
[1]軟硬互層邊坡傾倒變形破壞特征及支護(hù)效果的大型離心機(jī)試驗(yàn)研究[D]. 蔣金陽.成都理工大學(xué) 2017
本文編號:3042633
【文章來源】:巖土工程學(xué)報. 2020,42(07)北大核心
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
傾倒變形體巖體結(jié)構(gòu)統(tǒng)計
試驗(yàn)采用地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué))的TLJ-500型土工離心機(jī)(圖2(a))。主要由主機(jī)、900 kw直流電機(jī)、直流調(diào)速裝置、加速度控制系統(tǒng)、主控臺、測量系統(tǒng)、電視監(jiān)視通訊系統(tǒng)及模型箱等組成,最大容量500 g·t,有效半徑4.5 m,主機(jī)采用單吊斗、不對稱臂結(jié)構(gòu)。通過動態(tài)信號測量系統(tǒng)采集位移、加速度等動態(tài)變化量,采集間隔設(shè)置為1 s,并通過監(jiān)視系統(tǒng)采集高清圖像,攝像機(jī)布置在轉(zhuǎn)臂上,分辨率大于600 ppi。1.2 試驗(yàn)?zāi)P图皸l件
模型底部固定y方向速度為0,兩側(cè)固定x方向速度為0,坡頂與坡面為自由邊界。首先計算至自重平衡(1g),之后模擬離心機(jī)加載過程,間隔2g對邊坡逐級增加重力荷載。每級加載分配足夠的時步,保證穩(wěn)定的模型響應(yīng)。2.3 豎向位移對比
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]離心模型試驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合研究采空邊坡漸進(jìn)破壞特性[J]. 李世俊,馬昌慧,劉應(yīng)明,韓玉珍,張彬,張嘎. 巖土力學(xué). 2019(04)
[2]反傾邊坡傾倒變形演化過程的模型試驗(yàn)研究[J]. 趙華,李文龍,衛(wèi)俊杰,龐波. 工程地質(zhì)學(xué)報. 2018(03)
[3]反傾層狀巖質(zhì)邊坡傾倒破壞的離心模型試驗(yàn)研究[J]. 吳昊,趙維,年廷凱,宋懷博,張彥君. 水利學(xué)報. 2018(02)
[4]斜坡傾倒變形的工程地質(zhì)分析[J]. 黃潤秋,李渝生,嚴(yán)明. 工程地質(zhì)學(xué)報. 2017(05)
[5]地下開采作用下“反傾上硬下軟”型斜坡崩塌形成機(jī)制研究——以貴州開陽磷礦崩塌為例[J]. 鄭達(dá),黃潤秋,黃剛. 工程地質(zhì)學(xué)報. 2014(03)
[6]我國巖土離心模擬技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 包承綱. 長江科學(xué)院院報. 2013(11)
[7]反傾巖體邊坡變形機(jī)制與穩(wěn)定性評價研究綜述[J]. 譚儒蛟,楊旭朝,胡瑞林. 巖土力學(xué). 2009(S2)
[8]底摩擦重力試驗(yàn)在傾倒變形巖體穩(wěn)定性研究中的應(yīng)用[J]. 陳孝兵,李渝生,趙小平. 地學(xué)前緣. 2008(02)
[9]20世紀(jì)以來中國的大型滑坡及其發(fā)生機(jī)制[J]. 黃潤秋. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2007(03)
[10]層狀反傾巖質(zhì)邊坡影響因素及反傾條件分析[J]. 程東幸,劉大安,丁恩保,趙紅敏,潘煒,郭華鋒. 巖土工程學(xué)報. 2005(11)
碩士論文
[1]軟硬互層邊坡傾倒變形破壞特征及支護(hù)效果的大型離心機(jī)試驗(yàn)研究[D]. 蔣金陽.成都理工大學(xué) 2017
本文編號:3042633
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