基于碎石土滑坡变形状态的滑带土强度动态特性试验研究

滑带土强度是滑坡稳定性评价与预测的关键问题。目前关于滑带土物质组成、结构、物理力学性质与长期强度方面的研究已有众多成果，但针对滑坡变形状态研究滑带土强度特性尚属空白。本申请以三峡库区常见的碎石土滑坡为例，基于地表与深部位移监测信息分析滑坡变形状态，确定滑带土应力状态与试验加载速率，在该类滑坡滑带土的地质特征结构及其土性基础上，通过现场与室内剪切试验，重点研究饱和度与应力状态在不同条件下的滑带土强度参数，揭示滑坡在不同变形状态下的滑带土强度动态特征。通过滑带土固-液两相力学模型理论分析，再对具有此类基本特性与状态的滑带土进行数值试验，提出与碎石土滑坡变形过程对应的滑带土强度特性变化规律。结合研究实例，考虑影响滑带土参数的主要因素变化情况，以动态强度指标评价滑坡稳定性，判定滑坡的发展演化趋势。研究成果将对提高滑坡稳定性评价与预测预报水平具有重要理论指导意义和应用价值。

滑坡演化过程中滑带土的抗剪强度是随着外界因素变化的动态指标，其变化规律的研究对滑坡变形预测与稳定性评价具有重要意义。本研究以三峡库区典型碎石土滑坡为例，基于主要影响因素下地表监测信息的分形特性和加卸载响应特性，分析滑坡变形状态，并根据滑坡变形过程中外界因素作用下滑带土剪切应变、应力的变化特征，探究滑带土抗剪强度随变形状态的变化规律。针对滑带土的赋存状态，开发电动式双向推压制样仪解决了土样的空间均质性问题，且对比试验显示其客观、可行。在滑带土的物理性质和微观结构特性基础上，通过反复剪切、三轴剪切和环剪室内试验以及原位剪切试验，重点研究不同饱和度、应变速率、粗粒含量及应力状态下的滑带土强度参数，系统地揭示了滑坡在不同变形状态下的滑带土强度动态特性。根据滑带土的强度特性，构建适用于滑带土变形破坏后期的黏弹塑性本构模型，并结合数值模拟，分析不同应变速率下含砾滑带土强度特性，建立高、低应变速率下强度预测模型。结合典型碎石土滑坡的变形状态与滑带土强度的动态特性，研究滑坡稳定性的动态变化规律。所得成果对提高滑坡稳定性评价与预测预报水平具有重要的理论意义和实用价值。