循环荷载作用下石膏质岩的疲劳特性试验研究

 利用MTS 815岩石力学测试系统、声发射系统、环境扫描电镜开展石膏质岩循环荷载作用下的疲劳试验,探讨循环荷载条件对其疲劳损伤特性的影响。结果表明：石膏质岩循环荷载作用下的疲劳损伤特征明显,塑性特性显著。其疲劳试验的应力–应变全过程曲线具有如下形状特征：加载曲线可分为“近线性”的弹性特征段和“呈压扁状”的塑性特征段,塑性特征段滞后效应明显,卸载曲线呈现近线性特征。循环荷载条件对石膏质岩疲劳损伤特性影响显著,疲劳试验过程的声发射信息演化规律及微观结构变化特征能够较好地揭示其疲劳损伤演化过程及宏观破裂特征：循环应力水平高、上限应力大、加载频率低,疲劳试验的应力–应变全过程曲线越饱满疏松、加卸载的滞回环面积越大,声发射信息越强烈而集中、声发射率指标越高,试样的疲劳损伤速率快,每次循环产生的塑性应变量大,微观结构越破碎,试样的疲劳寿命越短。     

随机模拟法在滑坡可靠性分析中若干规律的讨论

以三峡库区某滑坡为研究对象,对基于Monte-Carlo法的滑坡可靠性分析中的若干规律进行了初步探讨。研究发现,随机变量的概率分布类型对滑坡破坏概率的影响较小,且随机变量服从不同概率分布时稳定性系数样本均近似服从正态分布;模拟次数小于1 000时,模拟次数对破坏概率影响较大,当模拟次数达到7 000次时,则破坏概率计算结果趋于稳定;随机变量的变异系数对滑坡破坏概率的影响较大,且破坏概率随随机变量变异系数的增大而增大。     

泥质白云岩结构面抗剪强度各向异性的数值模拟

针对结构面抗剪强度的各向异性对坝基稳定性评价的影响问题,利用3DEC模拟软件对泥质白云岩结构面进行直剪模拟试验,研究了其抗剪强度随粗糙度变化的规律。结果表明,泥质白云岩结构面的粗糙度越大,剪切应力—剪切位移曲线峰值越明显,结构面的抗剪强度越大,抗剪强度参数也越大;法向应力水平越高,粗糙度对结构面抗剪强度的影响越弱。     

基于灰色聚类法的某隧道围岩分级研究

在隧道开挖施工过程中,围岩分级对设计支护至关重要。该文结合某高速公路隧道,利用灰色聚类法对隧道围岩分级进行了分析计算,将分级结果与传统的分级进行对比,以论证灰色聚类法在隧道围岩分级中的实用性。     

粗糙度对硅质板岩–泥岩界面强度与变形特性影响试验研究

为探讨粗糙度对硅质板岩–泥岩界面强度与变形特性影响,利用界面剪切仪开展软–硬岩界面剪切力学特性试验研究,分析界面试样剪切破坏模式、变形特征、强度演化规律,并探讨粗糙度对软–硬岩界面强度影响机制。结果表明：(1)硅质板岩–泥岩界面剪切破坏模式分为界面间剪断、泥岩内剪断以及界面与泥岩混合剪断三类。界面粗糙度越大,试样剪切破坏模式越趋于泥岩内剪断;(2)粗糙度对硅质板岩–泥岩界面剪切变形影响显著,随界面粗糙度增大,其剪切刚度降低、峰值强度点位移增大,表明界面试样剪切破坏前更易变形、剪切破坏时产生的塑性变形量越大;(3)粗糙界面存在显著提升了硅质板岩–泥岩界面抗剪强度,且界面粗糙度越大,其峰值强度与残余强度提高幅度越高;粗糙度大幅提升了界面试样的黏聚强度,但对其摩擦强度提升幅度有限;(4)剪切过程中泥岩不断被硅质板岩粗糙界面铲刮挤密形成“硬化剪切带”,且界面糙度越大,“硬化剪切带”越厚,试样剪断面越趋于泥岩内部。而泥岩抗剪强度大于界面强度,因此界面强度随粗糙度增大而不断提高,且提高幅度受控于剪断泥岩的黏聚强度。     

陕西省柞水县不稳定斜坡变形破坏模式研究

通过对柞水县104处不稳定斜坡的调查分析,发现区内以堆积层不稳定斜坡为主;最有利于不稳定斜坡发育的原始坡度区间为30°～45°,最有利于不稳定斜坡发育的原始坡高区间为50～100 m,且由于人类工程活动减弱,在原始坡度大于45°、坡高大于100 m的高陡斜坡,不稳定斜坡发育反而减少;不稳定斜坡变形破坏模式主要表现为滑移-拉裂模式、滑移-压致拉裂模式和弯曲-拉裂模式三类,其中以滑移-拉裂模式发育最为广泛。     

南方极端冰雪灾害条件下边坡崩塌机理初步研究

针对2008年初我国南方罕见的极端冰雪条件下的岩土坡体崩塌问题,运用岩土体的水分场、温度场及应力场三场耦合基本理论,采用FLAC3D模拟软件,对饱和状态下的岩质边坡进行数值模拟计算,从冻结深度及冻胀变形两个方面揭示了南方极端冰雪灾害条件下崩塌形成机理。计算结果表明,短时间内冻结仅仅发生在岩土体表层;在冻结过程中,边坡表层质点发生了向自由边界的位移,随着冻结时间的延长,冻胀位移有增大的趋势。边坡岩土体的冻融损伤只发生在边坡表层,因此南方极端冰雪环境下边坡多发生浅层崩滑破坏,并给出了相应崩塌形成的过程示意图。     

陕西省绥德县滑坡发育特征及成灾因素

绥德县地处陕北黄土高原腹地,属陕北黄土高原丘陵沟壑区,地形破碎、梁峁起伏、沟谷深切,地质环境条件较差,滑坡灾害时有发生,目前调查发现滑坡48处。通过对绥德县地质灾害详细调查与测绘,对滑坡发育特征及成灾因素进行深入研究,结果表明:(1)绥德县滑坡全部为浅层黄土层内滑坡,以小型滑坡为主;(2)滑坡分布特征与地形地貌、地域和降雨的关系密切,主要表现为滑坡空间上分布主要在黄土梁峁区和河谷阶地区以及人口密度大、人类工程活动频繁的乡镇,滑坡在时间上分布主要表现为在人类工程活动集中的时段和雨季,滑坡发生频繁,特别是降雨集中的6月-9月。(3)地形地貌、岩土体类型、降雨和人类工程是研究区滑坡形成的主要成灾因素。     

黄土-三趾马红土滑坡滑带土剪切力学特性影响因素

中国西北地区黄土广泛沉积于三趾马红土之上形成“双层异质”接触层面,控制和影响黄土滑坡的形成。为研究黄土-三趾马红土界面剪切力学特性,研制可视化界面直剪仪,开展界面试样剪切试验,探讨齿面角度、含水率、干密度对其剪切破坏模式、强度与变形特性影响规律。结果表明:试样均沿界面产生剪切破坏,试样剪切破坏模式可分为齿间滑动、齿间滑动-齿面剪断、齿面剪断3种; 界面试样剪切应力-位移曲线呈应变软化型,峰值强度后应变“跳跃”及“塑态”特征反映出界面的脆性与塑性剪断破坏特征,剪切刚度、剪切破坏位移演化规律均受界面接触条件影响; 界面剪切过程存在明显剪胀效应,剪胀位移演化规律反映了剪切过程的齿面挤密、齿间滑动、齿面剪断与界面摩擦阶段; 界面试样强度随界面接触条件均呈非线性变化,齿面角度越大,峰值强度与残余强度越高,试样剪切破坏模式越趋于脆性齿面剪断; 含水率越高,界面峰值强度越低,试样剪切破坏模式越趋于塑性齿面剪断; 界面试样干密度越大,峰值强度越大,残余强度越低,试样剪切破坏模式越趋于脆性的齿间滑动-齿面剪断。研究成果可为进一步研究黄土-三趾马红土界面强度准则,揭示黄土-三趾马红土复合型滑坡启动机制提供参考。     

钙质结核含量对黄土强度及变形特性的影响

通过室内直剪试验研究不同钙质结核含量对试样的强度、变形等特性的影响。研究发现,钙质结核对试样的抗剪强度指标影响很大,随着钙质结核含量增多,试样的粘聚力降低,内摩擦角增加。在高正应力下试样中的钙质结核的骨架作用能够充分发挥,含量越高强度越大。低正应力下,含钙质结核试样的剪切变形曲线是应变软化型,而不含钙质结核试样的应力-应变曲线为应变硬化型。随着钙质结核含量、正应力的增加,在理想塑性阶段曲线明显不同。