收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于岩体断裂损伤模型的边坡稳定性研究

柴红保  
【摘要】:边坡稳定性分析是工程防灾减灾的重要研究领域,是边坡设计与施工中首先需要解决的问题之一。由于强度折减法具有其自身的一些优点而成为目前边坡稳定性分析常用的一种方法,但是在利用强度折减法进行边坡稳定性分析过程中,采用哪种判据作为边坡失稳的判据尚未取得一致的观点。含裂隙岩质边坡的损伤破坏问题一直是岩土工程与工程地质工作者关注的重点和研究的难题。地下开采与露天开采转换过程中所遇到的含空区边坡的稳定性也是工程中非常关注的问题。地震波对边坡的损伤及稳定性也存在一定程度的影响。本文针对这些方面的问题进行了一些初步的研究,主要内容和结论如下: 将裂隙岩体视为含损伤连续介质,通过综合考虑压剪应力状态和拉剪应力状态下裂纹起裂、扩展损伤演化,用初始损伤张量和裂纹扩展附加损伤张量描述裂隙岩体的损伤演化过程,将各种应力状态下裂纹的初始损伤张量以及裂纹起裂扩展后附加损伤张量引入到岩体的柔度张量中,用VC++开发了可分析裂隙岩体损伤演化的FLAC3D扩展自定义本构模型。 含裂隙边坡的几何形状、岩土参数和边坡所含裂纹的参数均影响边坡体损伤分布。通过分析发现:应力强度因子极大值KImax和损伤度极大值Dmax随边坡角α和边坡高度H增加而增加。当粘结力c变化时,边坡体应力强度因子极大值KImax与粘结力c呈正线性关系;损伤度极大值Dmax随粘结力c增加而减小。边坡体应力强度因子极大值KImax随内摩擦角φ增加而减小。当内摩擦角φ在[16°,20°]变化时,损伤度极大值Dmx和应力强度因子极大值与内摩擦角φ呈负线性相关关系。应力强度因子极大值KImax随裂纹初始长度α增加而增加。损伤度极大值KImar随裂纹初始长度α增加总体上呈减小趋势。 岩石变形破坏是能量耗散与释放的综合结果。在摩尔库伦准则基础上,通过增加计算弹性应变能和塑性应变能功能,建立了可计算边坡变形破坏过程中能量耗散与释放的FLAC3D自定义本构模型,用该模型分析了边坡强度折减过程中的能量变化情况,得出了边坡变形过程中弹性应变能与塑性应变能的变化情况。通过强度折减法分析发现,在折减系数由小增大的过程中,边坡体内积累的弹性应变能经历增大又迅速减小的过程,而突变点正是边坡失稳破坏的临界点,依此规律作为边坡稳定性强度折减法分析的判据来判断边坡失稳破坏。 为研究空区对边坡稳定性的影响,建立了含各种几何尺寸和空间位置空区的边坡模型。经分析得到:顶部空区均引起边坡稳定性增加;当边坡中部空区位于滑坡体内部时,边坡稳定性有所提高;当空区位于滑坡体外时,边坡稳定性有所降低;底部空区均引起边坡稳定性降低。同时分析了含各种几何尺寸和空间位置空区的边坡变形过程中的损伤情况。 选取了可准确反映边坡动力响应规律的基准点,依此点的速度、加速度等参数为基准定义边坡动力系数,在此基础上分析了不同频率横波和纵波作用下,不同高度边坡的动力响应规律。在边坡中设置三个监测点,记录并绘制了各监测点竖直和水平方向的速度和加速时程曲线,发现了不同频率地震波在边坡体内引起的动力响应规律。编制FISH程序,将地震波作用下边坡体各单元的最大位移和最大主应力值记录下来,绘制了边坡最大位移等值线图。利用记录下来的主应力最大值分析了边坡在地震波作用下的损伤情况。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘文庆;赵飞;董建辉;马玉梅;;多点位移计在高速公路高边坡稳定性监测中的应用[J];地质灾害与环境保护;2010年04期
2 唐纯华,陈剑;五强溪水电站左岸船闸边坡综合治理方法[J];工程地质学报;2005年03期
3 蒲有林;;预应力锚索在石窟文物保护中的应用[J];山西建筑;2007年19期
4 黄正荣;梁精华;;有限元强度折减法在边坡三维稳定分析中的应用[J];工业建筑;2006年06期
5 姜彤;赵彦彦;王忠福;;边坡动力响应的非线性特征分析[J];世界地震工程;2010年02期
6 方向池;李长才;;断裂带公路边坡变形分析与边坡治理[J];地球与环境;2005年S1期
7 陈卫兵;郑颖人;冯夏庭;赵尚毅;;考虑岩土体流变特性的强度折减法研究[J];岩土力学;2008年01期
8 赵学孟;;评定黄土路堑边坡稳定性力学验示法的研究[J];同济大学学报(自然科学版);1959年03期
9 晓凡;不同地震烈度下边坡稳定性计算实例[J];东北地震研究;1999年01期
10 陈敏鸿;郭运华;陈志平;;边坡设计的简易优化方法[J];物流工程与管理;2009年04期
11 马文涛;孔亮;;进化-最小二乘支持向量机的边坡稳定性估计[J];岩土力学;2009年12期
12 冯劼东;易建军;;湖北省大冶市铜绿山铜铁矿北露采坑东帮地质特征及治理方案浅析[J];资源环境与工程;2011年02期
13 顾晓燕;;浅谈公路边坡防护[J];中国科技信息;2011年07期
14 司长喜;武汉地区深基边坡稳定性及变形特征概述(上)[J];城市勘测;1995年02期
15 A.P.惠特尔斯通,J.D.约翰逊,M.E.罗杰斯!地质力学概率风险分析法研究,R.J.派因,祝玉学;边坡稳定性的概率风险分析[J];国外金属矿山;1996年01期
16 余雨之;用变形体系论点指导滑坡整治工程[J];四川地质学报;1996年02期
17 李彰明;模糊分析在边坡稳定性评价中的应用[J];岩石力学与工程学报;1997年05期
18 孙栋梁;杨春燕;侯克鹏;;基于正交设计的边坡稳定性影响因素敏感性分析[J];昆明冶金高等专科学校学报;2005年05期
19 黄杰安;曹平;葛文杰;;Fuzzy测度理论在岩质边坡稳定性分析中的应用[J];岩土力学;2005年S2期
20 何峰;王来贵;;地表入渗对下海州矿边坡稳定性影响研究[J];中国煤田地质;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐克林;周叔举;;德兴铜矿边坡稳定性破坏概率计算与分析[A];全国第三次工程地质大会论文选集(上卷)[C];1988年
2 吉同元;胡光伟;;地下水对边坡稳定性影响的数值模拟研究[A];中国地质学会工程地质专业委员会2007年学术年会暨“生态环境脆弱区工程地质”学术论坛论文集[C];2007年
3 易萍华;;黄河小浪底水库消力池边坡稳定性破坏概率分析[A];第五届全国工程地质大会文集[C];1996年
4 牟会宠;;大冶铁矿扩帮区边坡稳定性研究要点[A];全国第三次工程地质大会论文选集(上卷)[C];1988年
5 朱大勇;张四维;;边坡稳定性计算新方法[A];第五届全国工程地质大会文集[C];1996年
6 李九呜;徐克林;;南芬露天铁矿深部开采边坡稳定性的计算与分析[A];全国第三次工程地质大会论文选集(上卷)[C];1988年
7 张新敏;蒋中明;樊火;王桂尧;;考虑开挖效应的边坡稳定性评价方法研究[A];和谐地球上的水工岩石力学——第三届全国水工岩石力学学术会议论文集[C];2010年
8 向喜琼;卢桂海;李亮;;基于GIS的边坡稳定性计算[A];贵州省岩石力学与工程学会2010年学术年会论文集[C];2010年
9 赵晖;屈春来;王可佳;;水厂铁矿修改设计边坡稳定性研究[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
10 张鹏;刘浩宇;应秀梅;徐椿景;傅向荣;;抗滑桩对边坡稳定性影响的数值分析[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 柴红保;基于岩体断裂损伤模型的边坡稳定性研究[D];中南大学;2010年
2 王建强;云南龙江特大桥桥基区边坡稳定性研究[D];中国地质大学(北京);2010年
3 王军;多重作用的边坡稳定性及分析方法的研究[D];中南大学;2010年
4 席本强;废弃矿山垃圾填埋场边坡稳定性及加固防渗研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
5 沈世伟;吉林省东南部山区地质环境及边坡稳定性研究[D];吉林大学;2010年
6 王东;露井联采逆倾边坡岩移规律及稳态分析研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
7 王辉;珠三角花岗岩残积土边坡稳定性分析及非线性预测[D];吉林大学;2011年
8 郑筱彦;压力分散型锚索加固边坡效应研究[D];武汉理工大学;2009年
9 任高峰;露井联合开采作用边坡损害机理及控制研究[D];武汉理工大学;2010年
10 方薇;残积层红黏土路堑边坡稳定性分析方法研究[D];中南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹鹤;云南省盈江地区地震作用下的边坡稳定性研究[D];北京林业大学;2011年
2 吕金昕;金沙江其宗水电站引水洞出口边坡稳定性研究[D];成都理工大学;2010年
3 梁丰田;渝黔高速公路边坡开挖稳定性数值模拟分析[D];吉林大学;2010年
4 陈帆;岩质高陡边坡稳定性分析与锚固优化[D];西华大学;2010年
5 张迎宾;边坡稳定性塑性极限分析上限法研究[D];中南大学;2010年
6 刘永涛;降雨入渗对黄土边坡稳定性影响研究[D];西北农林科技大学;2010年
7 刘鹏辉;降雨入渗对土石混填路堤边坡稳定性的影响分析[D];郑州大学;2010年
8 卫强;公路路基高边坡整体稳定性分析研究[D];重庆交通大学;2010年
9 常贵平;司家营露天铁矿最终边坡角优化研究[D];河北理工大学;2010年
10 王龙;攀钢东山头边坡稳定性分析与治理方案研究[D];昆明理工大学;2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘春;首钢水厂铁矿采用卫星定位技术监测边坡变形效果好[N];世界金属导报;2007年
2 刘如春;4年创收6000万[N];广东科技报;2002年
3 记者 刘承军 通讯员 关晓峰;首钢水厂铁矿卫星定位监测边坡变形效果好[N];中国冶金报;2006年
4 申玉秀;霍市工矿企业实现全年“零事故”[N];通辽日报;2010年
5 本报记者 曾实;瓦丹路,重负之下的重整[N];四川日报;2009年
6 通讯员冯学亮 张强;十二局集团三公司 郑西客专观音堂隧道技术通过鉴定[N];中国铁道建筑报;2009年
7 史志强 翟平国 刘戈;雪域高原的光明使者[N];解放军报;2009年
8 本报记者 李真;三峡大坝的“保健医师”[N];中国水利报;2008年
9 许梅;三峡大学解决三峡工程技术难题[N];人民日报海外版;2002年
10 孙守亚;土钉墙边坡支护技术[N];中国水利报;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978