發(fā)布時間：2021-01-17 14:46

　　我國西南巖溶山區(qū)是世界上最大的連片裸露巖溶地區(qū),地質(zhì)環(huán)境脆弱,人類工程活動強(qiáng)烈,群死群傷的災(zāi)難性滑坡頻發(fā),巫峽地區(qū)的巖溶岸坡發(fā)育尤為突出。由于三峽庫區(qū)蓄水及庫水位波動,部分巖溶岸坡（如箭穿洞）發(fā)生了不同程度的變形與失穩(wěn),極大地影響了水庫的安全運行。為了確定巫峽巖溶岸坡箭穿洞地質(zhì)力學(xué)模型試驗結(jié)構(gòu)面相似材料的最佳配比,以重晶石粉、石英砂、石膏和水為原料配置結(jié)構(gòu)面相似材料,基于正交試驗設(shè)計方法開展相似材料配比試驗研究。以骨膠比（骨料/膠結(jié)劑）、水膏比（水/石膏）、重骨比（重晶石/骨料）為三個控制因素,開展三軸壓縮試驗,獲得不同配比相似材料的力學(xué)指標(biāo)。通過采用模糊綜合評判法獲得最佳相似材料配比并開展巖體結(jié)構(gòu)面黏結(jié)材料相似性模擬試驗,同時,在不同正交設(shè)計水平條件下各控制因素對不同物理力學(xué)參數(shù)進(jìn)行敏感性分析。研究結(jié)果表明:不同配比相似材料的力學(xué)參數(shù)分布范圍較大,劣化效應(yīng)明顯,能夠滿足地質(zhì)力學(xué)模型試驗結(jié)構(gòu)面相似材料的基本特征要求;相似材料的密度和內(nèi)摩擦角主要受骨膠比控制,黏聚力主要受水膏比控制。此研究成果可為后續(xù)地質(zhì)力學(xué)模型試驗的順利進(jìn)行提供一定的理論依據(jù)和實踐經(jīng)驗,為三峽庫區(qū)防災(zāi)減災(zāi)與預(yù)警評估提供... 

【文章來源】：水利水電技術(shù). 2020,51(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

研究區(qū)地理位置

危巖體構(gòu)成主體為大冶組四段灰色、肉紅色的中-厚層狀致密的泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r;頂部為灰白色的薄-中厚層狀白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r;基座為大冶組四段的礫屑、砂屑灰?guī)r,為接觸式膠結(jié),膠結(jié)物為泥鈣質(zhì),具條帶狀構(gòu)造,該層厚度約10 m,強(qiáng)度較低,且層間具條帶狀構(gòu)造,為軟弱夾層,極易被水淘蝕。上軟下硬的巖性組合,提供了危巖的物質(zhì)基礎(chǔ)。箭穿洞危巖體的變形與三峽庫區(qū)水位波動有密切關(guān)系,變形破壞主要發(fā)生在危巖體的基座,基座巖體受重力、水庫水沖刷及周期性暴露-浸泡周期性影響下,裂隙巖體的軟化和上浮壓力增加會導(dǎo)致新的斷裂,斷裂速率的增加增加了巖體的含水量,大大降低了其強(qiáng)度和導(dǎo)致進(jìn)一步惡化[9-10](見圖2),導(dǎo)致基座泥質(zhì)條帶灰?guī)r層面和構(gòu)造裂隙結(jié)構(gòu)面的結(jié)合程度差,本次試驗主要以基座泥質(zhì)條帶灰?guī)r層面和構(gòu)造裂隙結(jié)構(gòu)面為模擬對象,密度取2.704 g/cm3,天然黏聚力60 kPa,天然內(nèi)摩擦角取22°[11]。2 相似材料試驗設(shè)計

相似材料是模型試驗研究的一個難點,要求模型材料具有低彈模、高容重、低黏聚力、較低的內(nèi)摩擦角、較低的滲透系數(shù),而且這些參數(shù)還需要和目標(biāo)參數(shù)滿足一定的相似比。相似材料是用來模擬原型的,為了盡可能精確地模擬原型,模型試驗相似材料在選取時應(yīng)盡量滿足下列要求:相似材料組成應(yīng)滿足原型材料有關(guān)特征,制作工藝力求簡化,其物理力學(xué)指標(biāo)容易控制,無毒無污染、來源廣泛、成本廉價和原料質(zhì)量穩(wěn)定且容易檢測[12]。由上述選材要求結(jié)合文獻(xiàn)資料,選用石膏混合材料,最終確定此次試驗的相似材料為:骨料——重晶石粉、石英砂;黏結(jié)劑——石膏;溶液——水(見圖3)。2.3 試驗設(shè)計

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]三峽工程庫區(qū)巖溶岸坡消落帶巖體劣化特征研究[J]. 黃波林,殷躍平,張枝華,王健,秦臻,閆國強(qiáng).  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2019(09)
[2]水庫型滑坡模型試驗相似材料的研制及應(yīng)用[J]. 徐楚,胡新麗,何春燦,徐迎,周昌.  巖土力學(xué). 2018(11)
[3]三峽庫區(qū)箭穿洞危巖體涌浪數(shù)值模擬分析[J]. 劉廣寧,黃波林,王世昌,陳小婷.  長江科學(xué)院院報. 2013(10)
[4]三峽庫區(qū)千將坪滑坡地質(zhì)力學(xué)模型試驗研究[J]. 肖詩榮,劉德富,姜福興,姜小蘭.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2010(05)
[5]千將坪滑坡物理模型試驗相似材料研究[J]. 曹玲,羅先啟,程圣國.  三峽大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2007(01)
[6]雨水及庫水作用下滑坡模型試驗研究[J]. 羅先啟,劉德富,吳劍,程圣國,沈輝,徐開祥,黃學(xué)斌.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2005(14)
[7]NIOS模型材料及其在地質(zhì)力學(xué)相似模型試驗中的應(yīng)用[J]. 馬芳平,李仲奎,羅光福.  水力發(fā)電學(xué)報. 2004(01)
[8]地質(zhì)力學(xué)模型材料（MIB）的研究[J]. 韓伯鯉,張文昌,楊存奮.  西北水電技術(shù). 1983(03)

博士論文
[1]塔柱狀巖體崩塌機(jī)理研究[D]. 賀凱.長安大學(xué) 2015



本文編號：2983070