軟弱變質(zhì)巖力學性質(zhì)及其邊坡失穩(wěn)機制的研究.pdf

1、陜西省是軟弱變質(zhì)巖分布廣泛的省份之一。近年來，隨著工程建設數(shù)量的增多和規(guī)模的加大，軟弱變質(zhì)巖斜坡災害頻繁發(fā)生，造成的損失也逐年增加。 因此，本文以陜南公路路塹邊坡與西安黑河水庫壩肩邊坡為依托工程，采用現(xiàn)場調(diào)查、室內(nèi)試驗和理論分析等方法，研究了軟弱變質(zhì)巖的力學性質(zhì)，闡述了軟弱變質(zhì)巖斜坡災害的基本特征、分布規(guī)律及病害模式，定性和定量地揭示了其失穩(wěn)機制，從而為邊坡成災預警和選擇經(jīng)濟有效的治理對策奠定基礎。主要研究內(nèi)容如下： (

2、1)歸納匯總了陜南地區(qū)316國道早陽-蜀河段26處軟弱變質(zhì)巖斜坡災害點的基本情況，對斜坡災害的規(guī)模、地域特征及影響因子進行了統(tǒng)計分析，得到研究路段斜坡災害的變形破壞模式。 另外，通過對黑河水庫右壩肩軟弱變質(zhì)巖邊坡的野外調(diào)查，進行了槽探和平硐揭露等實地勘測工作，從而精細描述了邊坡體的結(jié)構特征與變形破壞現(xiàn)象。 (2)根據(jù)單軸壓縮試驗結(jié)果，分析了巖石的全應力應變曲線，得到了巖石的力學參數(shù)，總結(jié)了單軸壓縮下巖石的幾種破裂形式及破

3、壞機理； 另外，通過三軸壓縮試驗，比較了干燥和飽水試樣在不同圍壓作用下的力學性質(zhì)，討論了圍壓對強度和變形指標的影響規(guī)律，分析了三軸狀態(tài)下巖石的破壞類型及機理。 同時，基于試驗所觀察到的局部剪切帶形成過程，引入巖土破損力學的基本元件，從巖石應變軟化的破壞機制出發(fā)，建立了能模擬巖石漸進破損過程且具有明確物理意義的理論模型。 (3)通過單軸壓縮流變試驗，分析了流變對巖石荷載一變形關系的影響規(guī)律，研究了軸向變形隨時間變化

4、的基本趨勢，并分別論述了兩種片巖在流變過程中的變形特性，從而闡明了巖石的蠕變損傷機制。 另外，根據(jù)元件模型理論，建立一個新的巖石五元件粘彈塑性流變模型，并且基于此模型，將損傷變量引入其中，得到流變損傷方程。 (4)在前人研究的基礎上，提出軟弱變質(zhì)巖邊坡的水化-時效蠕變失穩(wěn)機制，從水-巖相互作用和時效變形的角度出發(fā)，在物理、化學、力學及時效等諸多方面對此類邊坡的成因機制及變形破壞過程進行了全面的分析。 同時，應用尖