巫峡岩溶岸坡结构面相似材料试验研究——以箭穿洞危岩体为例
发布时间：2021-01-17 14:46
我国西南岩溶山区是世界上最大的连片裸露岩溶地区,地质环境脆弱,人类工程活动强烈,群死群伤的灾难性滑坡频发,巫峡地区的岩溶岸坡发育尤为突出。由于三峡库区蓄水及库水位波动,部分岩溶岸坡（如箭穿洞）发生了不同程度的变形与失稳,极大地影响了水库的安全运行。为了确定巫峡岩溶岸坡箭穿洞地质力学模型试验结构面相似材料的最佳配比,以重晶石粉、石英砂、石膏和水为原料配置结构面相似材料,基于正交试验设计方法开展相似材料配比试验研究。以骨胶比（骨料/胶结剂）、水膏比（水/石膏）、重骨比（重晶石/骨料）为三个控制因素,开展三轴压缩试验,获得不同配比相似材料的力学指标。通过采用模糊综合评判法获得最佳相似材料配比并开展岩体结构面黏结材料相似性模拟试验,同时,在不同正交设计水平条件下各控制因素对不同物理力学参数进行敏感性分析。研究结果表明:不同配比相似材料的力学参数分布范围较大,劣化效应明显,能够满足地质力学模型试验结构面相似材料的基本特征要求;相似材料的密度和内摩擦角主要受骨胶比控制,黏聚力主要受水膏比控制。此研究成果可为后续地质力学模型试验的顺利进行提供一定的理论依据和实践经验,为三峡库区防灾减灾与预警评估提供...
【文章来源】：水利水电技术. 2020,51(09)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
研究区地理位置
危岩体构成主体为大冶组四段灰色、肉红色的中-厚层状致密的泥质灰岩、灰岩;顶部为灰白色的薄-中厚层状白云岩、泥质灰岩;基座为大冶组四段的砾屑、砂屑灰岩,为接触式胶结,胶结物为泥钙质,具条带状构造,该层厚度约10 m,强度较低,且层间具条带状构造,为软弱夹层,极易被水淘蚀。上软下硬的岩性组合,提供了危岩的物质基础。箭穿洞危岩体的变形与三峡库区水位波动有密切关系,变形破坏主要发生在危岩体的基座,基座岩体受重力、水库水冲刷及周期性暴露-浸泡周期性影响下,裂隙岩体的软化和上浮压力增加会导致新的断裂,断裂速率的增加增加了岩体的含水量,大大降低了其强度和导致进一步恶化[9-10](见图2),导致基座泥质条带灰岩层面和构造裂隙结构面的结合程度差,本次试验主要以基座泥质条带灰岩层面和构造裂隙结构面为模拟对象,密度取2.704 g/cm3,天然黏聚力60 kPa,天然内摩擦角取22°[11]。2 相似材料试验设计
相似材料是模型试验研究的一个难点,要求模型材料具有低弹模、高容重、低黏聚力、较低的内摩擦角、较低的渗透系数,而且这些参数还需要和目标参数满足一定的相似比。相似材料是用来模拟原型的,为了尽可能精确地模拟原型,模型试验相似材料在选取时应尽量满足下列要求:相似材料组成应满足原型材料有关特征,制作工艺力求简化,其物理力学指标容易控制,无毒无污染、来源广泛、成本廉价和原料质量稳定且容易检测[12]。由上述选材要求结合文献资料,选用石膏混合材料,最终确定此次试验的相似材料为:骨料——重晶石粉、石英砂;黏结剂——石膏;溶液——水(见图3)。2.3 试验设计
【参考文献】：
期刊论文
[1]三峡工程库区岩溶岸坡消落带岩体劣化特征研究[J]. 黄波林,殷跃平,张枝华,王健,秦臻,闫国强. 岩石力学与工程学报. 2019(09)
[2]水库型滑坡模型试验相似材料的研制及应用[J]. 徐楚,胡新丽,何春灿,徐迎,周昌. 岩土力学. 2018(11)
[3]三峡库区箭穿洞危岩体涌浪数值模拟分析[J]. 刘广宁,黄波林,王世昌,陈小婷. 长江科学院院报. 2013(10)
[4]三峡库区千将坪滑坡地质力学模型试验研究[J]. 肖诗荣,刘德富,姜福兴,姜小兰. 岩石力学与工程学报. 2010(05)
[5]千将坪滑坡物理模型试验相似材料研究[J]. 曹玲,罗先启,程圣国. 三峡大学学报(自然科学版). 2007(01)
[6]雨水及库水作用下滑坡模型试验研究[J]. 罗先启,刘德富,吴剑,程圣国,沈辉,徐开祥,黄学斌. 岩石力学与工程学报. 2005(14)
[7]NIOS模型材料及其在地质力学相似模型试验中的应用[J]. 马芳平,李仲奎,罗光福. 水力发电学报. 2004(01)
[8]地质力学模型材料（MIB）的研究[J]. 韩伯鲤,张文昌,杨存奋. 西北水电技术. 1983(03)
博士论文
[1]塔柱状岩体崩塌机理研究[D]. 贺凯.长安大学 2015
本文编号：2983070
【文章来源】：水利水电技术. 2020,51(09)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
研究区地理位置
危岩体构成主体为大冶组四段灰色、肉红色的中-厚层状致密的泥质灰岩、灰岩;顶部为灰白色的薄-中厚层状白云岩、泥质灰岩;基座为大冶组四段的砾屑、砂屑灰岩,为接触式胶结,胶结物为泥钙质,具条带状构造,该层厚度约10 m,强度较低,且层间具条带状构造,为软弱夹层,极易被水淘蚀。上软下硬的岩性组合,提供了危岩的物质基础。箭穿洞危岩体的变形与三峡库区水位波动有密切关系,变形破坏主要发生在危岩体的基座,基座岩体受重力、水库水冲刷及周期性暴露-浸泡周期性影响下,裂隙岩体的软化和上浮压力增加会导致新的断裂,断裂速率的增加增加了岩体的含水量,大大降低了其强度和导致进一步恶化[9-10](见图2),导致基座泥质条带灰岩层面和构造裂隙结构面的结合程度差,本次试验主要以基座泥质条带灰岩层面和构造裂隙结构面为模拟对象,密度取2.704 g/cm3,天然黏聚力60 kPa,天然内摩擦角取22°[11]。2 相似材料试验设计
相似材料是模型试验研究的一个难点,要求模型材料具有低弹模、高容重、低黏聚力、较低的内摩擦角、较低的渗透系数,而且这些参数还需要和目标参数满足一定的相似比。相似材料是用来模拟原型的,为了尽可能精确地模拟原型,模型试验相似材料在选取时应尽量满足下列要求:相似材料组成应满足原型材料有关特征,制作工艺力求简化,其物理力学指标容易控制,无毒无污染、来源广泛、成本廉价和原料质量稳定且容易检测[12]。由上述选材要求结合文献资料,选用石膏混合材料,最终确定此次试验的相似材料为:骨料——重晶石粉、石英砂;黏结剂——石膏;溶液——水(见图3)。2.3 试验设计
【参考文献】：
期刊论文
[1]三峡工程库区岩溶岸坡消落带岩体劣化特征研究[J]. 黄波林,殷跃平,张枝华,王健,秦臻,闫国强. 岩石力学与工程学报. 2019(09)
[2]水库型滑坡模型试验相似材料的研制及应用[J]. 徐楚,胡新丽,何春灿,徐迎,周昌. 岩土力学. 2018(11)
[3]三峡库区箭穿洞危岩体涌浪数值模拟分析[J]. 刘广宁,黄波林,王世昌,陈小婷. 长江科学院院报. 2013(10)
[4]三峡库区千将坪滑坡地质力学模型试验研究[J]. 肖诗荣,刘德富,姜福兴,姜小兰. 岩石力学与工程学报. 2010(05)
[5]千将坪滑坡物理模型试验相似材料研究[J]. 曹玲,罗先启,程圣国. 三峡大学学报(自然科学版). 2007(01)
[6]雨水及库水作用下滑坡模型试验研究[J]. 罗先启,刘德富,吴剑,程圣国,沈辉,徐开祥,黄学斌. 岩石力学与工程学报. 2005(14)
[7]NIOS模型材料及其在地质力学相似模型试验中的应用[J]. 马芳平,李仲奎,罗光福. 水力发电学报. 2004(01)
[8]地质力学模型材料（MIB）的研究[J]. 韩伯鲤,张文昌,杨存奋. 西北水电技术. 1983(03)
博士论文
[1]塔柱状岩体崩塌机理研究[D]. 贺凯.长安大学 2015
本文编号：2983070
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shuiwenshuili/2983070.html
