發(fā)布時(shí)間：2018-05-14 00:22

  本文選題：劉家灣滑坡 + 介質(zhì)分界面��； 參考：《成都理工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：巖體物理-力學(xué)性質(zhì)隨空間位置不同而有性質(zhì)的差異,從而形成不同的波阻抗特性。強(qiáng)震條件下,應(yīng)力波在傳播過程中通常在介質(zhì)物性差異界面形成強(qiáng)烈的反射、折射效應(yīng),產(chǎn)生巨大的動拉應(yīng)力、動剪應(yīng)力從而導(dǎo)致斜坡巖土體破壞或形成獨(dú)特的動力失穩(wěn)特征。因此,通過開展巖體介質(zhì)分界面動力突變效應(yīng)研究,具有重要的防震減災(zāi)意義。本文以2008年“汶川”地震觸發(fā)的青川縣劉家灣大型巖質(zhì)山體滑坡為研究對象,結(jié)合相關(guān)地質(zhì)資料開展理論研究、并通過野外實(shí)地調(diào)查、滑坡區(qū)巖體物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)以及離散元數(shù)值模擬,探討劉家灣滑坡在強(qiáng)震作用下應(yīng)力波穿透不同地質(zhì)單元時(shí)所產(chǎn)生的動應(yīng)力突變特征,致使滑坡失穩(wěn)的破壞機(jī)制。主要認(rèn)識和結(jié)論如下:(1)通過對劉家灣滑坡的野外調(diào)查表明,斜坡總體上表現(xiàn)為“內(nèi)硬外軟”的二元結(jié)構(gòu)組合,外部地質(zhì)單元由震旦系胡家寨組炭質(zhì)板巖、絹云石英千枚巖組成,而下部的地質(zhì)單元?jiǎng)t震旦系元吉組下段白云巖組成。通過室內(nèi)巖石物理力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)得到的結(jié)果分析,三種巖體在彈性模量呈梯度遞減變化的趨勢,白云巖的彈性模量為炭質(zhì)板巖的7.1倍、炭質(zhì)板巖的彈性模量為千枚巖的10.7倍。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明該斜坡巖體組成物質(zhì)物理力學(xué)性質(zhì)差異明顯,在強(qiáng)震作用下地層巖性分界面易形成顯著的動應(yīng)力突變效應(yīng)。(2)特殊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)組合使得應(yīng)力在穿透白云巖與炭質(zhì)板巖地質(zhì)單元時(shí),透射應(yīng)力約等于0.54倍初始應(yīng)力,反射應(yīng)力約等于 0.46倍的初始應(yīng)力。此時(shí),反射進(jìn)入白云巖地層的應(yīng)力波為拉伸波,在地層分界面產(chǎn)生強(qiáng)大的動拉應(yīng)力、動剪應(yīng)力作用,使得斜坡最終沿地層分界面破壞并高速滑移剪出,形成滑坡。(3)劉家灣滑坡離散元數(shù)值模擬的研究分析表明,斜坡的剪切應(yīng)變首先以地層分界面為界線集中在斜坡外部“軟質(zhì)巖體”板巖內(nèi)。在地震動力的持續(xù)加載下,剪切應(yīng)變開始集中在分界面兩側(cè),沿地層分界面產(chǎn)生變形,并向坡腳鎖固段集中,最終引起鎖固段破壞而以地層分界面為滑移面高速剪出。整體上,斜坡中質(zhì)點(diǎn)的水平加速度、豎向加速度均具有高程放大效應(yīng)。其中,以監(jiān)測點(diǎn)M6為參照,監(jiān)測點(diǎn)M5~M1的水平加速度放大系數(shù)依次為1.25、1.28、1.46、1.55、1.58倍;豎直加速度放大系數(shù)依次為1.11、1.02、1.19、1.19、1.42倍,水平加速度放大更為明顯。(4)白云巖及板巖組成的“內(nèi)硬外軟”二元結(jié)構(gòu)在介質(zhì)分界面處的動力分異效應(yīng)與波阻抗比有著密不可分的關(guān)系,當(dāng)波阻抗比0.8時(shí),應(yīng)力波在透過介質(zhì)分界面時(shí),最大主應(yīng)力呈放大效應(yīng);當(dāng)波阻抗比=0.8時(shí),應(yīng)力波在透過介質(zhì)分界面時(shí)并無明顯的放大或減小,可視為應(yīng)力分異效應(yīng)的臨界條件;而當(dāng)波阻抗比0.8時(shí),應(yīng)力波在透過介質(zhì)分界面時(shí)最大主應(yīng)力呈遞減效應(yīng),且隨著波阻抗比越大,遞減效應(yīng)越明顯,亦即說明應(yīng)力波在介質(zhì)分界面出的反射效應(yīng)越強(qiáng)烈。(5)劉家灣滑坡的破壞機(jī)制為“外軟內(nèi)硬”特殊的地層巖性組合使得地震波在穿過地質(zhì)界面時(shí)發(fā)生折射、反射等動應(yīng)力作用,耦合地形放大效應(yīng)等使得斜坡體動力響應(yīng)異常強(qiáng)烈,并使得滑坡沿軟弱結(jié)構(gòu)面剪出。其變形破壞可大致分為五個(gè)階段:地震的長持時(shí)累積效應(yīng)-地質(zhì)界面應(yīng)力突變階段-高速潰滑階段-碎屑流和堆積階段-二次潰滑堆積階段。
[Abstract]:宀╀綋鐗╃悊-鍔涘鎬ц川闅忕┖闂翠綅緗笉鍚岃，

本文編號：1885493