直剪作用下岩桥破坏机制的数值模拟研究

发布时间：2022-12-07 22:09

　　滑坡是一种全球性的重要地质灾害,开展其失稳机理及预测研究,科学评价其发生可能性及准确预测其发生时间,具有十分迫切的社会需求和重要的科学价值。相对于其他类型滑坡的失稳机制,锁固型滑坡的失稳机制相对更清楚、更易于理解。换言之,锁固型斜坡的失稳预测可能更容易解决。大量研究指出,锁固段是控制锁固型滑坡演化过程的关键地质结构,洞察锁固段脆性破坏的力学行为特征,并对其展开定量分析,对于解决锁固型斜坡失稳预测具有不可忽视的价值意义。本论文以顺层直剪型锁固型滑坡为研究原型,将其概化为共面岩桥模型,旨在揭示共面岩桥在直剪作用下的破裂机制,以便更好地理解顺层直剪型锁固滑坡失稳过程,进而有助于解决其预测问题。为便于研究,本文以共面双岩桥模型为研究对象。需指出的是,尽管已有不少学者们对含岩桥的岩体在直剪作用下的力学行为进行了研究,提升了我们对含岩桥的岩体变形破坏过程的认识,但对于软弱夹层中含多个岩桥破裂过程相互作用机制尚缺乏定量研究,且多个岩桥破裂贯通次序受哪些因素控制仍有待深入研究考证。综合前人研究基础,重点开展了以下几方面的研究内容并取得了相应的成果:（1）归纳总结了有关含岩桥的岩体中的裂纹分类情况及其扩... 

【文章页数】：69 页

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 锁固型斜坡失稳研究现状
        1.2.2 非贯通节理岩体直剪破坏机理研究现状
    1.3 主要研究内容与技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 直剪条件下含岩桥的岩体强度准则和破裂机制
    2.1 节理岩体中裂纹分类
        2.1.1 按裂纹几何特征状况分类
        2.1.2 按裂纹力学成因状况分类
        2.1.3 其它一些分类方法
    2.2 含岩桥的岩体扩展贯通基础准则
        2.2.1 莫尔-库仑强度准则
        2.2.2 最大拉应力准则
        2.2.3 Jennings(即加权平均法)强度准则
        2.2.4 Lajtai岩桥破坏理论准则
        2.2.5 断裂力学理论
    2.3 直剪试验中含岩桥的岩体岩桥破坏机理
        2.3.1 含岩桥的岩体直剪加载特点
        2.3.2 含岩桥的岩体岩桥力学分析
        2.3.3 直剪试验中含岩桥的岩体贯通强度
    2.4 本章小结
第3章 直剪条件下含岩桥的岩体的数值模拟研究
    3.1 ABAQUS简介
    3.2 数值模拟模型的相关条件及设计方案
    3.3 模型的的建立
    3.4 数值模拟结果分析
        3.4.1 含岩桥的岩体模型破坏模式和破裂过程
        3.4.2 相同连通率的含岩桥的岩体模型在不同法向应力作用下数值模拟分析
        3.4.3 不同连通率的含岩桥的岩体模型在相同法向应力作用下数值模拟分析
    3.5 本章小结
第4章 直剪作用下锁固段破裂次序问题数值模拟研究
    4.1 法向应力对锁固段破坏的影响
        4.1.1 建立模型
        4.1.2 模拟结果分析
            4.1.2.1 法向应力为0.5MPa
            4.1.2.2 法向应力为1.0MPa
            4.1.2.3 法向应力为2.0MPa
            4.1.2.4 法向应力为3.0MPa
    4.2 锁固段尺寸对锁固段破坏的影响
        4.2.1 建立模型
        4.2.2 模拟结果分析
            4.2.2.1 L1=6mm
            4.2.2.2 L1=24mm
            4.2.2.3 L1=36mm
    4.3 锁固段强度对锁固段破坏的影响
        4.3.1 建立模型
        4.3.2 模拟结果分析
            4.3.2.1 强度比为 0.1
            4.3.2.2 强度比为0.5
            4.3.2.3 强度比为2
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PFC2D的断续岩桥直剪强度特征及能量演化机制研究[J]. 王雅婷,崔精.  水利与建筑工程学报. 2019(05)
[2]锁固段之间的力学作用模式[J]. 陈竑然,秦四清,薛雷,杨百存,张珂.  工程地质学报. 2019(01)
[3]锁固型斜坡失稳机理及其物理预测模型[J]. 薛雷,秦四清,泮晓华,陈竑然,杨百存,张珂.  工程地质学报. 2018(01)
[4]节理岩桥真三轴开挖卸荷试验研究[J]. 陈国庆,刘顶,徐鹏,秦昌安.  岩石力学与工程学报. 2018(02)
[5]岩石加速破裂行为的物理自相似律[J]. 杨百存,秦四清,薛雷,陈竑然,吴晓娲,张珂.  地球物理学报. 2017 (05)
[6]基于动态演化特征的锁固段型岩质滑坡前兆信息研究[J]. 黄润秋,陈国庆,唐鹏.  岩石力学与工程学报. 2017(03)
[7]考虑水软化作用的非贯通共面节理岩体直剪试验的离散元分析[J]. 蒋明镜,牛昴懿,廖兆文.  中国水利水电科学研究院学报. 2016(05)
[8]非贯通非共面节理岩体直剪试验DEM数值模拟[J]. 蒋明镜,孙亚,陈贺,袁聚云,张顺高.  岩石力学与工程学报. 2015(S2)
[9]潜在锁固型滑坡的类型、形成条件和预判方法研究[J]. 泮晓华,薛雷,秦四清,李国梁,李培,王苗苗.  工程地质学报. 2014(06)
[10]岩体脆性破裂失稳临界应力特征重正化群研究[J]. 薛雷,孙强,王媛媛,王四巍,李国梁,泮晓华.  应用基础与工程科学学报. 2013(04)



本文编号：3712954