【摘要】：巖體傾倒變形破壞是層狀巖體在地應(yīng)力、重力、地下水動(dòng)(靜)水壓力等綜合營(yíng)力作用下,向臨空方向發(fā)生彎曲,并逐漸向坡內(nèi)發(fā)展的一種變形破壞方式,常見(jiàn)于陡傾的反傾層狀邊坡中。而主要發(fā)生在薄層軟巖邊坡中的延性彎曲類(lèi)型傾倒變形時(shí)效特點(diǎn)明顯,影響范圍廣,且可能誘發(fā)巨型滑坡,對(duì)工程威脅巨大。故對(duì)反傾薄層巖質(zhì)邊坡傾倒變形發(fā)育的力學(xué)機(jī)制及特性進(jìn)行研究,進(jìn)而基于運(yùn)動(dòng)學(xué)特征研究?jī)A倒變形演化特征對(duì)科學(xué)實(shí)踐以及工程應(yīng)用都有著重要意義。以西藏玉曲河扎拉水電站壩址區(qū)右壩肩反傾薄層板巖邊坡為例,本文嘗試?yán)昧髯兝碚摻忉寖A倒變形時(shí)效特點(diǎn),通過(guò)懸臂梁流變?cè)囼?yàn)以及框架模型試驗(yàn)對(duì)傾倒變形力學(xué)機(jī)理、演化過(guò)程與特征進(jìn)行研究,進(jìn)而選取合理指標(biāo)評(píng)價(jià)傾倒變形邊坡穩(wěn)定性,獲得的主要結(jié)論如下:(1)反傾層狀邊坡發(fā)生傾倒變形時(shí),其巖層可視為一端固定、一端自由,受均布荷載作用的懸臂梁。采用砝碼堆載形成均布荷載進(jìn)行彎曲流變?cè)囼?yàn)后發(fā)現(xiàn):巖梁彎曲流變?nèi)^(guò)程可以分為:瞬時(shí)變形階段、衰減蠕變階段、穩(wěn)態(tài)蠕變階段以及加速蠕變階段,其中前三個(gè)階段均是巖梁彎曲變形的安全階段,而加速蠕變階段是巖梁中性面以上部位裂隙發(fā)育,并由上而下貫通折斷的階段,屬于不安全變形階段。巖梁不同的變形階段可以采用應(yīng)變加速度a作為判別指標(biāo)進(jìn)行區(qū)分。結(jié)合滑坡預(yù)警研究相關(guān)成果,本文認(rèn)為:當(dāng)a-1.02×10-4/h-2時(shí),巖梁處于衰減蠕變階段;當(dāng)-1.02×10-4/h-2≤a≤1.45×10-4/h-2時(shí),巖梁處于等速蠕變階段;當(dāng)a1.45×10-4/h-2時(shí),巖梁發(fā)生加速蠕變。將反傾邊坡視為由多層巖層疊合而成,該結(jié)論可為后續(xù)對(duì)傾倒變形邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供參考。(2)巖梁彎曲流變按照變形性質(zhì)可以分為瞬時(shí)彈性及塑性變形、粘彈性與粘塑性變形,此次研究采用虎克體、開(kāi)爾文體、賓漢體以及一種改進(jìn)的非線性粘塑性元件串聯(lián)組成的七元件模型來(lái)描述其流變特性。經(jīng)特征分析,該本構(gòu)方程在不同應(yīng)力條件下均能較好的描述該階段巖梁彎曲變形行為,同時(shí),對(duì)該方程進(jìn)行曲線擬合得到的相關(guān)系數(shù)也均大于0.94,表明該模型能較好的描述巖梁發(fā)生彎曲流變時(shí)的應(yīng)變規(guī)律。(3)基于巖梁彎曲流變本構(gòu)方程,分別以巖梁應(yīng)變值為零及應(yīng)變加速度突破穩(wěn)態(tài)變形階段加速度波動(dòng)上限值作為傾倒變形發(fā)育及彎折深度判據(jù),進(jìn)而計(jì)算得到了傾倒變形巖層發(fā)育深度L和彎折深度L(5。同時(shí),利用傾倒變形發(fā)育深度大于其彎折深度的特征,對(duì)方程系數(shù)進(jìn)行了討論,結(jié)合發(fā)育深度恒為正的特點(diǎn),計(jì)算得到了數(shù)學(xué)意義上的傾倒變形發(fā)育的巖性組合條件。(4)框架模型試驗(yàn)為采用運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)研究?jī)A倒變形演化階段提供了數(shù)據(jù)支撐。經(jīng)過(guò)地質(zhì)過(guò)程的框架模型試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn):對(duì)于邊坡整體而言,傾倒變形的演化經(jīng)歷了初始蠕變階段、等速蠕變階段及加速蠕變階段,邊坡整體的失穩(wěn)模式為潛在彎折面貫通而形成大型滑坡;對(duì)于處于臨空面淺表層的巖層而言,較易出現(xiàn)的變形破壞為巖梁彎折墜覆破壞,此類(lèi)破壞也是目前傾倒變形體中最常見(jiàn)的破壞類(lèi)型,常見(jiàn)于地形上陡緩交界處。采用運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)劃分傾倒變形演化階段有利于預(yù)測(cè)變形體發(fā)育趨勢(shì),從而更有針對(duì)性地進(jìn)行傾倒變形穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及破壞預(yù)警。(5)經(jīng)框架式模型試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),當(dāng)傾倒變形體處于等速蠕變階段時(shí),其變形加速度并非恒定為零,而是表現(xiàn)為在零點(diǎn)附近波動(dòng)(a1aa2),一旦斜坡破壞不可控制地加速發(fā)生,其變形加速度將迅速突破波動(dòng)上限a2�；谶@一現(xiàn)象,本文對(duì)位移s、變形速率v及變形加速度a等變形指標(biāo)進(jìn)行比選,并選用邊坡變形加速度作為其穩(wěn)定性狀態(tài)判定指標(biāo),以aa2作為斜坡傾倒破壞的預(yù)警判據(jù),加速度波動(dòng)范圍a1與a2可以通過(guò)大量的監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)和模擬試驗(yàn)獲得。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TU45

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 方俊杰;;竹溪隧道泥質(zhì)板巖圍巖礦物成分試驗(yàn)研究及微觀結(jié)構(gòu)觀察[J];中國(guó)水運(yùn);2016年07期

2 龐波;鄭達(dá);黃鵬;;基于流變模型的反傾層狀巖體傾倒變形發(fā)育深度的力學(xué)分析[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2016年18期

3 殷曉;遲廣成;周?chē)?guó)興;邵九龍;;X射線熒光光譜分析板巖化學(xué)成分[J];遼寧化工;2016年04期

4 李聰;朱杰兵;汪斌;蔣昱州;劉小紅;曾平;;滑坡不同變形階段演化規(guī)律與變形速率預(yù)警判據(jù)研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2016年07期

5 辛亞軍;姬紅英;;不同配比大尺度相似模擬試件單軸壓縮實(shí)驗(yàn)研究[J];河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2016年01期

6 王延平;許強(qiáng);鄭光;鄭海君;;速度倒數(shù)法滑坡預(yù)警模型流變?cè)囼?yàn)研究[J];巖土力學(xué);2015年06期

7 左清軍;吳立;羅濤;卞宜松;談云志;;滬昆客專(zhuān)姚家隧道板巖宏觀崩解特性及微觀機(jī)理研究[J];水文地質(zhì)工程地質(zhì);2015年01期

8 張世殊;裴向軍;王仁坤;冉從彥;余挺;趙小平;田雄;;獅子坪水電站二古溪傾倒邊坡成因機(jī)制分析[J];長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào);2014年11期

9 張澤林;吳樹(shù)仁;唐輝明;劉高;李高勇;;反傾巖質(zhì)邊坡的時(shí)效變形破壞研究[J];地質(zhì)科技情報(bào);2014年05期

10 楊圣奇;徐鵬;;一種新的巖石非線性流變損傷模型研究[J];巖土工程學(xué)報(bào);2014年10期

相關(guān)會(huì)議論文 前4條

1 張寧;李術(shù)才;李明田;楊磊;;新型巖石相似材料的研制[A];全國(guó)地下工程超前地質(zhì)預(yù)報(bào)與災(zāi)害治理學(xué)術(shù)及技術(shù)研討會(huì)論文集（Ⅰ）[C];2009年

2 雷承弟;;二灘水電站樞紐區(qū)巖體蠕變?cè)囼?yàn)及其試驗(yàn)設(shè)備研制[A];四川省巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)首屆學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1994年

3 芮勇勤;徐小荷;孫志先;曹文忠;;開(kāi)挖引起傾倒滑移邊坡變形、破壞分析[A];第六屆全國(guó)工程地質(zhì)大會(huì)論文集[C];2000年

4 岳斌;;金川露天礦邊坡傾倒變形特征及傾倒變形的簡(jiǎn)單力學(xué)機(jī)制和應(yīng)用[A];第一屆華東巖土工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];1990年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前9條

1 謝良甫;反傾層狀巖質(zhì)斜坡傾倒變形特征及演化機(jī)理研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2015年

2 馬振國(guó);膠乳水泥模擬軟巖蠕變行為的研究[D];青島科技大學(xué);2014年

3 左清軍;軟質(zhì)板巖特大斷面隧道施工期圍巖力學(xué)效應(yīng)研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2013年

4 王宇;軟巖瞬時(shí)及流變力學(xué)特性試驗(yàn)研究[D];武漢大學(xué);2012年

5 李樹(shù)武;瀾滄江烏弄龍水電站壩址右岸大型傾倒體變形特征、成因機(jī)制及穩(wěn)定性研究[D];成都理工大學(xué);2012年

6 李聰;邊坡變形與穩(wěn)定性演化預(yù)測(cè)預(yù)警方法研究[D];武漢大學(xué);2011年

7 楊圣奇;巖石流變力學(xué)特性的研究及其工程應(yīng)用[D];河海大學(xué);2006年

8 丁秀麗;巖體流變特性的試驗(yàn)研究及模型參數(shù)辨識(shí)[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2005年

9 文海家;基于GIS的滑坡災(zāi)變智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)及應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 金星;順層巖質(zhì)斜坡傾倒變形破壞機(jī)理研究[D];蘭州大學(xué);2016年

2 趙永輝;瀾滄江古水水電站爭(zhēng)崗巨型滑坡形成機(jī)理及演化過(guò)程研究[D];成都理工大學(xué);2016年

3 李兵;巖石相似材料的試驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2015年

4 王劍梅;反傾層狀巖體傾倒變形的力學(xué)機(jī)制分析及其早期識(shí)別指標(biāo)體系研究[D];成都理工大學(xué);2015年

5 羅栻豐;瀾滄江苗尾水電站右岸壩肩邊坡長(zhǎng)期穩(wěn)定性評(píng)價(jià)[D];成都理工大學(xué);2015年

6 吳磊;昔格達(dá)地層隧道圍巖穩(wěn)定性相似模型試驗(yàn)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

7 游昆駿;瀾滄江苗尾水電站右壩肩邊坡傾倒巖體開(kāi)挖變形響應(yīng)及穩(wěn)定性研究[D];成都理工大學(xué);2014年

8 常亞;反傾層狀邊坡破壞機(jī)理及穩(wěn)定性研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2014年

9 肖杰;相似材料模型試驗(yàn)原料選擇及配比試驗(yàn)研究[D];北京交通大學(xué);2013年

10 宋磊;庫(kù)水位變化條件下怒江俄米水電站壩前I~#傾倒變形體的穩(wěn)定性研究[D];成都理工大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：2356804