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岩体结构面抗剪参数试验研究

曹云钢  
【摘要】:岩体边坡的稳定性分析是一个十分重要的课题,其领域涵盖了公路、房建、铁路、隧道等。在实际工程中,边坡岩土体的稳定性主要受岩体结构控制,因此准确合理确定结构面抗剪参数是分析岩体边坡稳定性的关键。本论文以交通运输部西部交通建设科技项目:“重庆三峡地区易滑地层路基安全评价、预测预报及防治技术研究”作为依托,对重庆地区进行大量的资料调研,确定其典型层面,并且通过实际工程获取岩样,进行室内结构面的剪切试验,运用PFC2D颗粒离散元进行数值模拟,对重庆地区典型结构面抗剪参数的内摩擦角和内聚力c进行研究,取得了以下主要结论: ⑴岩体结构面控制着边坡岩土体的稳定性。通过大量的资料调研,我们发现重庆三峡地区砂岩中的软弱夹层面和泥岩与砂岩的接触面是主要的边坡体的稳定控制面,超过一半以上的顺层坡体受此结构面的控制。这两类结构面在重庆地区边坡的稳定性中起着控制性作用,属于典型层面。 ⑵由室内携剪试验,得出重庆地区典型岩体结构面的抗剪强度参数,对于砂岩结构面,其内摩擦角在32.08°~32.43°之间,内聚力在103kPa~114kPa范围内;对于泥岩砂岩交互型结构面,其内摩擦角在25.52°~25.73°之间,内聚力在72kPa~85.1kPa范围内。 ⑶由室内直剪试验,得出重庆地区典型岩体结构面的抗剪强度参数,对于砂岩结构面,其内摩擦角为31.37°,内聚力为94kPa;泥岩砂岩交互型结构面的抗剪强度参数:内摩擦角为24.62°,内聚力为65kPa。 ⑷利用PFC2D颗粒流程序,模拟了重庆地区典型结构面砂岩结构面和泥岩砂岩交互型结构面的剪切试验。得出砂岩结构面内摩擦角为34.31°,粘聚力为134kPa;泥岩砂岩交互型结构面内摩擦角为28.68°,粘聚力为103kPa。 ⑸对室内试验和模拟试验得出的结果与前人成果进行对比。验证试验结果的正确性,最终总结得出了重庆地区典型结构面的抗剪强度参数:对于砂岩结构面其内摩擦角取值范围为:31.37°~34.31°,内聚力为94kPa~134kPa;对于泥岩砂岩结构面其内摩擦角取值范围为:24.62°~28.68°,内聚力为65kPa~103kPa。


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