本文關(guān)鍵詞：塔柱狀巖體崩塌機(jī)理研究

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【摘要】：塔柱狀巖體是指長(zhǎng)寬比介于1到3且高徑比大于3的塔柱狀或近似塔柱狀形態(tài)的大型巖體,在我國(guó)川渝、滇黔、湘鄂等西南部山區(qū)廣泛分布。因其發(fā)育環(huán)境和結(jié)構(gòu)特征,塔柱狀巖體崩塌具有分布區(qū)域廣、發(fā)生頻率高、突發(fā)性強(qiáng)、破壞范圍大等特點(diǎn),是一類(lèi)典型的山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害,對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全和城鎮(zhèn)建設(shè)造成嚴(yán)重威脅。本文依托地調(diào)項(xiàng)目與國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查基礎(chǔ)上,理清塔柱狀巖體發(fā)育的地質(zhì)環(huán)境條件,查明其形成機(jī)制與關(guān)鍵影響因素,以重慶南川甑子巖塔柱狀巖體崩塌為例,通過(guò)影像解析方法研究其失穩(wěn)運(yùn)動(dòng)特征,提出崩塌模型。開(kāi)展了聲發(fā)射損傷特性試驗(yàn)與聲發(fā)射數(shù)值模擬,獲取關(guān)鍵參數(shù),分析脆性硬巖對(duì)巖體崩塌的影響。運(yùn)用損傷力學(xué)理論對(duì)塔柱狀底部巖體的損傷演化與強(qiáng)度劣化機(jī)制進(jìn)行了深入解析,提出了塔柱狀巖體穩(wěn)定性計(jì)算分析方法。利用離心模型試驗(yàn)與有限差分?jǐn)?shù)值模擬對(duì)塔柱狀巖體崩塌失穩(wěn)模式與變形特性開(kāi)展了還原驗(yàn)證與模擬研究。將塔柱狀巖體的穩(wěn)定性分析方法應(yīng)用到箭穿洞危巖應(yīng)急治理工程,提出了有針對(duì)性的防治建議。主要研究成果如下:(1)查明了塔柱狀巖體崩塌形成的地質(zhì)環(huán)境條件、誘發(fā)影響因素和成因機(jī)制,研究了塔柱狀巖體崩塌過(guò)程的動(dòng)力學(xué)特征與內(nèi)在變化規(guī)律,提出塔柱狀巖體壓裂潰屈崩塌破壞模式,發(fā)現(xiàn)底部硬巖對(duì)整體穩(wěn)定性具有重要影響,為后續(xù)力學(xué)解析奠定了基礎(chǔ);(2)利用聲發(fā)射試驗(yàn)與數(shù)值模擬技術(shù),獲取損傷性質(zhì)參數(shù),基于聲發(fā)射計(jì)數(shù)構(gòu)建損傷變量,建立損傷本構(gòu)模型,闡明其損傷演化過(guò)程,從損傷力學(xué)角度揭示了塔柱狀底部巖體的強(qiáng)度劣化機(jī)制;(3)基于損傷力學(xué)理論,引入損傷變量,提出了適用于塔柱狀巖體的力學(xué)模型,以壓剪破壞與壓張破壞的有效最大主應(yīng)力為閾值,建立了隨損傷演化的塔柱狀巖體穩(wěn)定性分析計(jì)算方法,從力學(xué)本質(zhì)上解析了塔柱狀巖體的崩塌機(jī)理,以甑子巖崩塌為算例進(jìn)行驗(yàn)證,計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況相符;(4)依托離心模型試驗(yàn)與有限差分?jǐn)?shù)值模擬方法,開(kāi)展自重條件下塔柱狀巖體失穩(wěn)機(jī)制的試驗(yàn)與模擬研究,對(duì)理論分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證與補(bǔ)充,試驗(yàn)與模擬結(jié)果表明,底部損傷區(qū)巖體的強(qiáng)度變化對(duì)塔柱狀巖體整體穩(wěn)定性具有直接影響,與理論分析結(jié)果一致;(5)將本文研究成果應(yīng)用到實(shí)際工程中,對(duì)巫峽箭穿洞塔柱狀危巖體開(kāi)展穩(wěn)定性分析計(jì)算,與傳統(tǒng)規(guī)范法相比計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況更為接近,提出重點(diǎn)加固底部損傷區(qū)的應(yīng)急治理方案建議,可顯著節(jié)約預(yù)算成本并大大縮短施工周期。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：P642.21

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉衛(wèi)華;黃潤(rùn)秋;裴向軍;董秀軍;韓祥森;;危巖體調(diào)查及穩(wěn)定性工程地質(zhì)分類(lèi)方法探討[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2007年S1期

2 殷躍平;三峽庫(kù)區(qū)邊坡結(jié)構(gòu)及失穩(wěn)模式研究[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2005年02期

3 張曉科;秦四清;李志剛;王少川;付德才;;西龍池抽水蓄能電站下水庫(kù)BW2危巖穩(wěn)定性分析[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2007年02期

4 何滿(mǎn)潮;;工程地質(zhì)力學(xué)的挑戰(zhàn)與未來(lái)[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2014年04期

5 張慧梅;楊更社;;凍融巖石損傷劣化及力學(xué)特性試驗(yàn)研究[J];煤炭學(xué)報(bào);2013年10期

6 尹賢剛,李庶林;聲發(fā)射技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用[J];采礦技術(shù);2002年04期

7 陶振宇;關(guān)于巖石斷裂力學(xué)問(wèn)題[J];水文地質(zhì)工程地質(zhì);1979年06期

8 孫玉科,姚寶魁;鹽池河磷礦山體崩坍破壞機(jī)制的研究[J];水文地質(zhì)工程地質(zhì);1983年01期

9 劉傳正，黃學(xué)斌，黎力;烏江雞冠嶺山崩堵江地質(zhì)災(zāi)害及其防治對(duì)策[J];水文地質(zhì)工程地質(zhì);1995年04期

10 李寧,張平,段慶偉,Swoboda G;裂隙巖體的細(xì)觀動(dòng)力損傷模型[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2002年11期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉國(guó)華;聲發(fā)射信號(hào)處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張瑞剛;危巖突發(fā)性破壞機(jī)制研究[D];重慶交通大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：1168809