復雜巖體邊坡?lián)p傷斷裂破壞機制.pdf

1、復雜巖體邊坡是指含多組結構面，結構破碎，力學性能較差，穩(wěn)定性由各種結構面決定的巖體邊坡。我國是一個多山的國家，山地丘陵占國土面積的2/3以上，所以巖體邊坡失穩(wěn)災害是我國最常見的地質(zhì)災害之一，因此，巖體邊坡失穩(wěn)破壞常給人民的生命和財產(chǎn)帶來了巨大的損失。本文依托兩項國家自然科學基金項目“危巖破壞機理研究”(50678182)和“危巖破壞突變機制與激振效應研究”(11272185)，以復雜緩傾角巖體邊坡為研究對象，基于斷裂力學、損傷力學、彈性

2、力學和有限元等方法，研究了單體危巖的損傷斷裂機制、巖腔后退機制、復雜巖體邊坡平面和三維破壞機制，本文取得的創(chuàng)新性成果主要有以下幾點:
　　 (1)基于斷裂力學理論和可靠度基本原理建立了危巖穩(wěn)定可靠度的優(yōu)化求解方法;分析了危巖可靠指標和失穩(wěn)概率隨危巖主控結構面深度、主控結構面傾角、主控結構面深度標準差、斷裂韌度和斷裂韌度標準差之間的變化規(guī)律;基于斷裂力學、傳熱學和彈性力學建立了危巖體溫度場和考慮溫度-應力耦合作用下的危巖穩(wěn)定性計算

3、方法;揭示了溫度與主控結構面深度聯(lián)合作用下的危巖穩(wěn)定系數(shù)的變化規(guī)律。
　　 (2)基于彈性力學、損傷力學和傳熱學，建立了巖腔內(nèi)軟質(zhì)巖體的損傷因子計算方法;分析了軟質(zhì)巖體的疲勞破壞機制;揭示了軟質(zhì)巖體內(nèi)溫度場分布規(guī)律和溫度疲勞作用時泥巖應變的變化規(guī)律;建立了巖腔后退過程任意時刻時的危巖穩(wěn)定系數(shù)和主控結構面損傷因子的計算方法。
　　 (3)分別將復雜緩傾角巖體邊坡視為平面問題和三維問題，基于斷裂力學和材料力學基本原理，根據(jù)各

4、巖層不同的接觸關系，以巖層撓度為中間變量，計算出巖層間層間壓力和摩擦力，進而建立了各巖塊平面穩(wěn)定性計算方法;以巖層撓度和轉(zhuǎn)角為中間變量，計算出巖層間層間壓力、摩擦力和轉(zhuǎn)角，并在此基礎上建立了各巖塊三維穩(wěn)定性計的算方法;最后利用數(shù)值模擬方法驗證了本文建立的復雜緩傾角巖體邊坡中各巖塊穩(wěn)定系數(shù)計算方法的可靠性;并分析了不同巖腔深度下復雜緩傾角巖體邊坡的破壞機制。
　　 本文以上研究成果可以用于復雜巖體邊坡的防治工程中，為復雜巖體邊坡安