本文選題：崩塌 + 物理模擬試驗(yàn)�。� 參考：《成都理工大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：崩塌災(zāi)害是我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害中較頻發(fā)的一種自然災(zāi)害,據(jù)中國(guó)地質(zhì)環(huán)境信息網(wǎng)統(tǒng)計(jì),全國(guó)每年發(fā)生崩塌災(zāi)害2000起左右,每年因?yàn)楸浪鸀?zāi)害造成的人員和經(jīng)濟(jì)損失巨大。為了減輕崩塌災(zāi)害的損失。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)崩塌災(zāi)害做了大量的研究和防治實(shí)踐,取得了較多的研究成果。但因崩塌災(zāi)害的發(fā)生具有較強(qiáng)的不確定性、突發(fā)性和隱蔽性,目前對(duì)崩塌災(zāi)害的成因機(jī)制和監(jiān)測(cè)預(yù)警方法研究還不夠深入系統(tǒng),繼續(xù)加強(qiáng)崩塌災(zāi)害的變形破壞機(jī)制與監(jiān)測(cè)預(yù)警的研究,顯得十分必要和重要。本文以貴州省和四川省典型崩塌災(zāi)害為原型,通過(guò)對(duì)兩個(gè)地區(qū)典型崩塌災(zāi)害的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究,總結(jié)歸納了常見(jiàn)崩塌災(zāi)害的變形破壞模式,并通過(guò)物理模擬試驗(yàn)手段研究了崩塌災(zāi)害的變形破壞特征和機(jī)制,揭示了崩塌失穩(wěn)破壞的主要影響因素。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)各類崩塌的特點(diǎn),采用巖石力學(xué)、斷裂力學(xué)等力學(xué)分析,建立了各典型類型崩塌災(zāi)害的預(yù)警判據(jù)。通過(guò)分析崩塌試驗(yàn)變形—時(shí)間曲線特征,建立了不同尺度的崩塌災(zāi)害發(fā)生時(shí)間預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型和方法。通過(guò)本文研究,取得了如下主要成果:(1)在對(duì)西南地區(qū)典型崩塌災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上,以崩塌的巖體結(jié)構(gòu)、巖性、變形破壞機(jī)制與發(fā)展演化過(guò)程為依據(jù),將崩塌分為三大類(傾倒型、滑塌型、墜落型)和七個(gè)亞類:傾倒式、傾倒壓碎式、滑塌式、傾倒滑塌式、墜落式、懸臂梁(拉裂傾覆)式、錯(cuò)斷式。(2)根據(jù)崩塌災(zāi)害的基本特征以及誘發(fā)崩塌災(zāi)害的環(huán)境因素,設(shè)計(jì)研發(fā)了崩塌全過(guò)程三維物理模擬試驗(yàn)平臺(tái)。試驗(yàn)主體模型箱尺寸為3m(高)×3m(長(zhǎng))×2m(寬),可根據(jù)需要調(diào)整傾角,同時(shí)配備加載系統(tǒng)、多物理量測(cè)試系統(tǒng)、降雨系統(tǒng)和庫(kù)水位升降系統(tǒng),用以實(shí)現(xiàn)不同工況的崩塌模擬。(3)對(duì)傾倒滑塌式、傾倒壓碎式和懸臂梁式崩塌的形成過(guò)程進(jìn)行了系列物理模擬試驗(yàn),分析研究了各類崩塌的變形破壞特征、過(guò)程和成因機(jī)制。試驗(yàn)結(jié)果表明:傾倒滑塌式和傾倒壓碎式崩塌的變形曲線—時(shí)間具有典型的三階段變形特征,但懸臂梁式崩塌的變形—時(shí)間的三階段變形特征則不夠顯著。(4)根據(jù)崩塌的變形破壞特征和機(jī)制,分析了影響崩塌變形破壞的內(nèi)在和外在因素,并以此確定了各典型類型崩塌的針對(duì)性的監(jiān)測(cè)內(nèi)容、監(jiān)測(cè)儀器和技術(shù)方法。并結(jié)合貴州崩塌災(zāi)害的實(shí)際監(jiān)測(cè)成果,分析研究了監(jiān)測(cè)儀器的特點(diǎn)和適用條件。(5)結(jié)合各類崩塌的特征和監(jiān)測(cè)內(nèi)容,分別建立了傾倒滑塌式崩塌的裂縫臨界寬度判據(jù)和裂隙臨界水頭判據(jù)、傾倒式崩塌的裂縫臨界寬度判據(jù)和裂縫臨界水頭判據(jù)、傾倒壓碎式崩塌的裂縫臨界寬度判據(jù)和與母巖連接的崩塌裂縫臨界寬度判據(jù)、懸臂梁式崩塌臨界裂縫寬度判據(jù)以及錯(cuò)斷式崩塌的連通率判據(jù)。(6)通過(guò)對(duì)崩塌變形—時(shí)間曲線與滑坡的齋藤曲線特征的對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)兩者都表現(xiàn)出三階段變形特征(初始變形、等速變形和加速變形),兩者又具有明顯的的差異,崩塌變形曲線在初始變形階段曲線呈“S”型;在等速變形階段曲線斜率相對(duì)較小,表明崩塌在等速變形階段比滑坡變形相對(duì)較緩慢;而加速變形階段變形曲線陡峭,表明崩塌失穩(wěn)時(shí)具有快速性、突發(fā)性。針對(duì)此變形曲線特征,提出采用速度倒數(shù)法模型方程能較好地定量表征和擬合加速變形階段曲線特征。(7)根據(jù)崩塌變形—時(shí)間曲線特征,提出了不同尺度的時(shí)間預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型和方法,崩塌的短期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)可采用速度倒數(shù)模型和齋藤迪孝模型;因崩塌加速變形階段的快速性和突發(fā)性,其加速變形階段前的時(shí)間與整個(gè)變形階段時(shí)間之比已不滿足滑坡的黃金分割數(shù)0.618,其比值達(dá)到0.8~0.9,據(jù)此可進(jìn)行崩塌災(zāi)害的中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。最后根據(jù)變形監(jiān)測(cè)曲線特征、預(yù)警判據(jù)以及預(yù)警模型和方法分別建立了各類崩塌。預(yù)警級(jí)別的綜合判定方法。
[Abstract]:In order to reduce the loss of collapse disaster , it is necessary and important to study the causes of collapse disasters and the environmental factors of collapse disasters . ( 3 ) A series of physical simulation tests are carried out on the formation process of collapse - collapse , dump - crushing and cantilever - beam collapse , and the characteristics , processes and genetic mechanisms of collapse are analyzed . ( 7 ) According to the characteristics of the collapse deformation - time curve , the time prediction model and method of different scales are presented . The short - term prediction of collapse can adopt the velocity reciprocal model and the Saito Takao model ; the ratio of the time before the accelerated deformation phase and the time of the whole deformation phase has not met the golden section number of the landslide 0.618 , the ratio of which reaches 0.8 - 0.9 , so that the long - term prediction and prediction of the collapse disaster can be carried out . Finally , according to the characteristics of the deformation monitoring curve , the early - warning criterion and the early - warning model and the method , the comprehensive judgment method of various collapse and early warning levels is established .

【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P642.21
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本文編號(hào)：1790323