反倾软岩高陡边坡弯曲倾倒变形破坏时效机理与长期稳定性评价

基本信息
批准号:41877263
项目类别:面上项目
资助金额:61.00
负责人:章广成
学科分类:
依托单位:中国地质大学(武汉)
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王岸,邹宗兴,马俊伟,张永权,宁奕冰,常峥,王秋月,陈泰江
关键词:
变形破坏模式长期稳定性时效机理反倾软岩高陡边坡弯曲倾倒
结项摘要

The high-steep and anti-dip soft rock slope is one of the main slope types in mountains and valleys. The evolution of the anti-dip soft rock slope hazards is slow and complex, which is difficult to control. With multidisciplinary knowledge from modern engineering geology, geological mechanics, fracture mechanics of rock and informatics, and techniques of detailed geological investigation, large-scale physical model test, multi-sensor monitoring and numerical modelling, the flexural toppling characteristics of high-steep and anti-dip soft rock slope will be studied. Then, the mechanical mechanism of the flexural toppling process of high-steep and anti-dip soft rock slope could be revealed. From there, the rheological properties of soft rock will be tested, the elastic-plastic constitutive equation of the soft rock will be formulated. Further, the spatial-temporal evolution law of interlayer force, dislocations and deformation of stratum, macroscopic fractures and the fracture failure plane during the process of the flexural toppling of high anti-dip soft rock slope will be studied, and the fracture mechanics properties of different parts of the base fracture plane will be analysed. With the investigation results, the aging mechanism of the flexural toppling of high-steep and anti-dip soft rock slope could be revealed, the evolution stages of the flexural toppling process could be identified. Based on that, the subarea division of flexural toppling failure could be done further. The forces of interlayer, the subarea division of flexural toppling failure and the position of base fracture plane would be deduced. The dynamic limit equilibrium equation of each zone considering progressive failure process of base failure plane will be constructed. Finally, the long-term stability evaluation method of the high-steep and anti-dip soft rock slope will be investigated.

反倾软岩高陡边坡是高山峡谷区主要的斜坡类型之一,其弯曲倾倒变形破坏过程缓慢复杂,治理难度大,任其发展将直接威胁工程安全。通过现代工程地质学、地质力学、岩体力学和信息学等多学科交叉融合,结合工程地质精细调查、大型物理模型试验、多传感器监测和数值仿真技术,研究反倾软岩高陡边坡现场弯曲倾倒变形特征,揭示边坡弯曲倾倒过程的力学作用机制;开展软岩流变力学特性研究,构建不同含水条件下软岩粘弹塑性本构方程,研究反倾软岩高陡边坡弯曲倾倒过程中层间作用力、位错量、岩层形变、宏观裂隙和基底破坏面的时空演变规律,剖析基底破裂面不同部位破裂力学性质,揭示反倾软岩高陡边坡弯曲倾倒时效变形破坏机理,划分反倾软岩高陡边坡弯曲倾倒变形破坏演化阶段和破坏区,推导层间作用力、弯曲倾倒分区和基底破坏面位置的计算公式,构建考虑基底破坏面渐进破坏进程的各区岩层受力动态极限平衡方程,提出反倾软岩高陡边坡弯曲倾倒长期稳定性评价方法。

项目摘要

反倾岩质边坡是高山峡谷区主要的斜坡类型之一,其倾倒变形破坏过程缓慢复杂,治理难度大,任其发展将直接威胁工程安全。通过现代工程地质学、地质力学、岩体力学和信息学等多学科交叉融合,结合工程地质精细调查、大型物理模型试验和数值仿真技术,研究了反倾岩质边坡倾倒变形特征,划分反倾岩质边坡倾倒变形破坏演化阶段和破坏区,揭示了边坡倾倒过程的力学作用机制;开展了软岩流变力学特性研究,研究了反倾岩质边坡倾倒过程中层间作用力特征,研究了加固后反倾岩质边坡时效稳定性,揭示了反倾岩质边坡加固后滑带贯通和塑性区扩展过程;考虑层间作用力、倾倒分区和基底破坏面位置,推导了构建考虑基底破坏面渐进破坏进程的各区岩层受力动态极限平衡方程,提出了反倾岩质边坡倾倒破坏统一的长期稳定性评价方法,研究成果应用于澜沧江流域K73滑坡、营盘滑坡等滑坡孕育机制、稳定性评价与防治优化设计,取得了良好的社会效益;研究成果可为反倾岩质边坡变形破坏机理和长期稳定性评价提供理论依据。相关研究成果公开发表学术论文14篇(第一标注8篇,第二标注6篇),出版学术专著1部,参编团体标准1部,获国家科技进步二等奖1项、中国大坝工程学会科技进步一等奖1项;培养博士2名、硕士5名。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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