千将坪滑坡失稳机制研究

发布时间：2020-11-03 01:06

　　 千将坪滑坡是三峡水库蓄水后库区发生的首个特大型岩质顺层滑坡。以往大量的研究认为,水库蓄水和降雨是诱发该滑坡发生的两个主要因素,但关于这两个诱发因素对岸坡失稳影响程度大小的问题仍存在两种不同的观点:(1)水库蓄水的影响大于降雨;(2)降雨的影响大于水库蓄水。为了弄清该问题,本文选取千将坪滑坡前缘缓倾角非连续结构面岩桥附近的岩块,开展库水浸泡对岩块强度和变形影响的三轴压缩试验;建立千将坪岸坡的有限元模型,基于流固耦合理论,采用ABAQUS软件分别对该岸坡在三峡水库蓄水、降雨及两者共同作用下岸坡的地下水渗流场和应力场进行计算;基于试验测得的岩块应力应变关系,改进破坏接近度指标,并将其用于定量分析评价水库蓄水、降雨及两者共同作用对千将坪岸坡稳定性的影响程度。研究获得结果如下:(1)缓倾角非连续结构面岩桥附近的岩块受水浸泡后物理力学参数劣化明显,与天然状态试样(未浸泡)相比,浸泡43天试样的峰值抗压强度(0 MPa、2 MPa、4MPa)分别降低47.22%、49.18%、42.31%,黏聚力和内摩擦角分别降低44.85%、9.15%,弹性模量(0 MPa、2 MPa、4MPa)分别降低55.98%、59.04%、54.41%,变性模量(0 MPa、2 MPa、4MPa)分别降低57.10%、61.79%、58.40%。(2)由试验测得的岩桥附近的岩块的应力-应变曲线符合应变硬化/软化模型。根据应变硬化/软化模型,从理论上改进了破坏接近度指标,经数值试验验证了改进的破坏接近度指标能够正确合理的评价岩石材料在加载/卸载过程中的应力危险程度和损伤程度。(3)降雨对千将坪岸坡稳定性的影响大于水库蓄水对其稳定性的影响,但水库蓄水和降雨二者中的任一因素单独作用均不能导致滑坡的发生。(4)千将坪滑坡是由三峡水库蓄水和降雨共同作用诱发的。岸坡前缘缓倾角非连续结构面中的岩桥受库水浸泡影响强度弱化,使岸坡的抗滑力减小;加之,滑坡发生前的降雨使岸坡促滑段(中后部层间错动带)的下滑力增大;最终前缘缓倾角非连续结构面中的岩桥逐渐被剪断,沿岸坡层间错动带和缓倾角非连续结构面形成贯通的滑动面,岸坡发生失稳。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TV223;P642.22
【部分图文】：

图 3. 2 单轴、三轴压缩试验标准试样 samples for uniaxial compression test and triax交偏光 （b）单偏图 3. 3 试样偏光显微镜照片Fig 3.3 Polarization micro-images for samples1-石英2-长石

围压为 0MPa 围压为 2MPa 围压为 4MPa(d)D 组（浸泡 43 天）图 3. 7 不同浸泡时间试样的破坏形式Fig 3.7 Failure mode of sample with different soaking time压缩的破坏形式复杂多变，于德海等[52]过对片状岩石试样单/三式的观察，将破坏形式归纳为 4 种，即单一断面剪切滑移、鼓状及平行劈裂。从图 3.7 可以看出，不同浸泡时间试样的破坏形式坏和剪切破坏两种破裂形式。围压为 0MPa 时，岩石试样多为张复合破坏，是剪切破坏与沿轴向劈裂破坏的组合；随着浸泡时间劈裂面逐渐增多。围压为 2MPa 时，岩石试样以单一剪切破坏为量的劈裂面，个别试样出现 Y 字形破裂；围压为 4MPa 时，岩方向发生剪切破裂，形成单一剪切破坏面；从破裂情况看，A 样的破裂面与轴向夹角较小，具有一般脆性岩石劈裂破坏特征，10 天）、C 组（浸泡 20 天）、D 组（浸泡 30 天）、E 组（浸泡 泡后破裂面与轴向的夹角有增大趋势。
【参考文献】

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本文编号：2867852