大型滑坡滑带土剪切流变特性研究

利用重力压密原理制样, 采用“陈氏加载法”, 对某大型滑坡滑带土剪切流变特性进行研究。选择伯格粘弹性本构模型描述滑带土的流变性状, 获得了滑带土的长期强度值, 并论述了长期强度在滑坡稳定性研究中的意义。     

一种新的岩石非线性黏弹塑性蠕变模型研究

为了克服传统元件组合模型不能描述岩石蠕变过程中非线性特征的缺陷，首先根据加速蠕变阶段的应变和应变率随蠕变时间急剧增大的特点，建立黏塑性应变与蠕变时间的指数函数关系并提出非线性黏塑性体．将该非线性黏塑性体与广义Burgers蠕变模型串联，建立可以描述岩石全蠕变过程的非线性黏弹塑性蠕变模型，根据叠加原理得到一维应力状态下的轴向蠕变方程．然后基于塑性力学理论指出岩石三维蠕变本构方程建立过程中的不足之处，并给出非线性黏弹塑性蠕变模型合理的三维蠕变方程．最后采用不同应力水平下砂岩轴向蠕变试验对模型合理性进行验证，结果表明：拟合曲线与试验曲线吻合度较高，所建蠕变模型能够很好地描述砂岩在不同应力水平下的蠕变变形规律，尤其对加速蠕变阶段的非线性特征描述效果很好，验证了模型的合理性．     

GIS支持下降雨滑坡的启动机制研究与数字仿真

大气降雨对滑坡体的含水量和容重均有影响, 该影响具有一定的时间进程, 同时滑坡滑带土的含水率对内摩擦角和内聚力均有一定的影响。本文提出了滑坡启动的两种不同机制。通过降水滑体含水率滑体容重、滑带土内摩擦角、内聚力以及它们与滑坡稳定系数的定量关系及其时间效应, 建立起滑坡启动的速度、推力、方向和启动时间的预测、预报模型。     

滑带土动力学性质试验研究

为了研究地震高烈度区老滑坡的复活变形原因,本文对滑坡滑带土的动力学特性进行了系列研究。本次试验采用扰动土样,制样基本物理指标按滑带土的现场测试指标确定,在不固结不排水条件下,运用MTS810Teststar程控液压伺服土动三轴仪对单个样品逐级放大动应力的分级试验方法进行。侧向压力 (围压 )分别采用 100kPa、20 0kPa、300kPa三级,通过施加轴向振动荷载 (力 )模拟地震作用,振动波形为正弦波,频率为 1Hz,振幅随试样性质确定。研究结果表明,滑带土在动荷载作用下的动力学性质与其静荷载作用下的力学性质有着较大的差异,主要表现在滑带土的动应力与动应变关系的非线性、滞后性及变形积累特点,动弹性模量与动强度的显著降低以及动阻尼比的显著增大特性。这揭示了动力作用下的滑坡复活原因之一,同时为滑坡稳定性评价和动力作用下的变形机制模拟分析提供了基础资料,也为分析滑带土动力本构模型提供了基本内容。     

滑坡地段隧道变形机理的模型试验研究

通过室内地质力学模型试验,研究了滑坡地段坡体变形与隧道的相互作用机理、围岩和衬砌压力的变化规律以及坡体和隧道的变形特征,着重研究了滑带土浸水软化及发生蠕变时坡体变形与隧道的相互作用关系。本文的成果可为该类病害的预测预报和有效整治提供科学依据。     

三峡库区泄滩滑坡滑带土特征研究

在滑坡地质灾害勘察过程中,如何准确地辨识滑带土的特征和确定滑动面的具体位置,是让大多数工程技术人员都感到头痛的问题。本文以三峡库区泄滩古滑坡为例,较为详细地介绍了泄滩滑坡滑体的结构特征,以及通过勘探平硐、钻孔岩芯和地表露头等多种手段揭露的滑带土的基本特征。研究结果表明,泄滩滑坡滑带土中不仅可见明显的擦痕、镜面以及碎块石印模,而且在个别钻孔可见滑带土呈糜棱岩化现象,地表露头还可见到滑带土在地下水和高速下滑过程中被碾压、搓揉原有结构被破坏后又重新胶结的痕迹。同时,在滑带以下还存在一层特殊的滑坡影响带。泄滩滑坡滑带土特征非常典型,具有一定的代表性,可供同行在实际工作中确定滑面时参考。     

ANALYSIS OF MECHANICAL CHARACTERISTICS OF FROZEN CLAY AND MODIFIED S-M CREEP MODEL1)

为合理描述人工冻结法施工的矿井土层力学特性,对某矿井土样的重塑土进行单轴抗压强度实验和单轴压缩蠕变实验,得到重塑冻结黏土在不同温度及载荷加载等级下的应力-应变曲线和蠕变曲线。实验结果表明：冻结温度越低,土样的单轴强度越大;相同冻结温度下,土样的蠕变变形随着应力水平的升高而增大。单轴压缩蠕变的等时应力-应变曲线随时间发展向应变轴靠拢;土样经历初始蠕变和等速蠕变两个阶段,在较高应力水平下有进入加速蠕变的趋势;对S-M模型中各参数的意义进行修正并考虑温度的影响,得到人工冻结黏土改进S-M蠕变显式模型,然后采用粒子群算法对人工冻结黏土S-M蠕变模型参数进行优化。改进S-M蠕变显式模型理论计算值与实验值吻合良好,表明改进S-M蠕变显式模型能较好模拟人工冻结黏土的蠕变特性。改进S-M蠕变显式模型为人工冻土蠕变计算提供一种新方法。     

冻结黏土力学特性分析及改进S-M蠕变模型

为合理描述人工冻结法施工的矿井土层力学特性,对某矿井土样的重塑土进行单轴抗压强度实验和单轴压缩蠕变实验,得到重塑冻结黏土在不同温度及载荷加载等级下的应力-应变曲线和蠕变曲线。实验结果表明:冻结温度越低,土样的单轴强度越大;相同冻结温度下,土样的蠕变变形随着应力水平的升高而增大。单轴压缩蠕变的等时应力-应变曲线随时间发展向应变轴靠拢;土样经历初始蠕变和等速蠕变两个阶段,在较高应力水平下有进入加速蠕变的趋势;对S--M模型中各参数的意义进行修正并考虑温度的影响,得到人工冻结黏土改进S--M蠕变显式模型,然后采用粒子群算法对人工冻结黏土S--M蠕变模型参数进行优化。改进S--M蠕变显式模型理论计算值与实验值吻合良好,表明改进S--M蠕变显式模型能较好模拟人工冻结黏土的蠕变特性。改进S--M蠕变显式模型为人工冻土蠕变计算提供一种新方法。     

动力损伤后的脆性岩石静力蠕变断裂模型研究

应力波动力扰动下脆性岩石的静力蠕变特性,对深部地下工程围岩变形的评价有重要的实践意义.动力载荷作用导致的局部细观裂纹损伤严重影响脆性岩石蠕变力学行为.基于细观裂纹扩展与应力关系模型、动力扰动损伤演化函数、静动力载荷演化路径函数与黏弹性本构模型,提出一种应力波动力扰动下脆性岩石蠕变断裂特性的宏细观力学模型.其中动力损伤通过控制岩石内部细观裂纹数量变化实现.模型描述了应力波动力扰动下岩石的应变时间演化曲线,解释了岩石动力扰动下蠕变失效特性.研究了不同应力波幅值及周期影响下的脆性岩石应变-时间关系曲线,并通过试验结果验证了模型的合理性.讨论了动力损伤变化形式,突变发生时刻,突变量的大小对岩石蠕变失效特性的影响.分析了应力波幅值、周期对岩石动态动力损伤效应以及蠕变失效特性的影响.主要研究结果:动力损伤的变化值越大,岩石蠕变失效发生时间越短.冲击载荷扰动期间,动力损伤发生的时刻及增加的形式,对动力扰动后的岩石应变及蠕变破坏时间影响很小.动力损伤变化量随应力波幅值增加、周期减小而加速增大.应力波幅值越大、周期越小,岩石发生蠕变失效时间越短.     

粘塑性金属材料蠕变实验及流变模型研究

对固体金属材料Lc4铝合金、TC11钛合金及优质碳素结构钢(20#、35#)在高温下进行了多组蠕变实验,对电沉积镍薄膜在常温下进行了多组加、卸载和蠕变实验,根据实验曲线,采用修正的Burgers流变模型来描述这些材料的蠕变行为,建立了积分型蠕变本构方程和微分型应力应变本构关系,确定了蠕变积分核函数,并对由蠕变方程推导的...     

北京市戒台寺滑坡发生发展机理研究

戒台寺滑坡位于北京市门头沟区马鞍山的北麓,马鞍山背斜的北翼,组成边坡的岩性较为软弱。由于多期构造运动的影响,岩体中裂隙发育,岩体结构破碎,风化卸荷严重。边坡为顺倾结构,边坡中顺倾坡外的软弱夹层、软弱结构面及断层发育,它们分别为边坡的滑动提供了滑动面和切割面的作用。由于边坡中岩层倾角大于边坡的坡度,因此并没有剪出的临空面,只是一个受特定边坡结构控制的蠕变体。但是近年来在胜利煤矿和石厂煤矿的大规模采掘Ⅳ级平台山梁下煤层影响下,形成采空移动盆地,造成Ⅳ级平台山梁整体塌陷,客观上为蠕变体提供了变形空间,引起戒台寺SN向山梁Ⅰ～Ⅲ级平台坡体依附于断层破碎带或软弱夹层的松弛,导致各块坡体沿软弱结构面向临空产生蠕动和滑动。采石场大药量爆破的地震波的频繁作用影响,使坡体内的构造结构面扩展松弛张开,表水易于下渗,岩体强度及变形特性显著降低,斜坡稳定性对降雨入渗的敏感性显著提高,最终导致了蠕变体变形的加速。     

四川某水库右坝肩滑坡成因机制及稳定性分析

拟建水库右坝肩处于由砖红色砂岩夹薄层或透镜状泥岩、粉砂质泥岩构成的斜向V形河谷中,无明显断层构造,雨水充沛且存在一古滑坡,经过调查,滑坡主要由滑坡堆积体和滑动面以及其下方的扰动带组成,滑坡区发育的纵向和横向结构面以及岩层面构成一楔形槽。认为滑坡的成因是暴雨下楔形槽内控制的滑移-拉裂破坏。经过定性分析,古滑坡天然状态是稳定的。采用极限平衡法计算古滑坡在天然状态、地震作用以及暴雨等工况下的稳定系数分别为1.45、1.39及1.27,由此可知滑坡在天然状态下是稳定的,地震作用对其稳定性影响不大,但暴雨作用下滑坡的稳定性有所降低。最后通过数值模拟再现了现阶段古滑坡的应力应变场和变形破坏特征。     

世界三大典型水库型顺层岩质滑坡工程地质比较研究

通过对瓦依昂滑坡、塘岩光滑坡、千将坪滑坡滑坡三大滑坡工程地质比较研究,找出了其地形地质条件、诱发因素、变形特征的基本规律和共性,揭示了库水浮托与滑带浸泡软化及二者耦合的滑坡诱发机制; 提出了水库顺层岩质滑坡的基于易滑地质结构的空间预测模型; 初步总结了水库顺层岩质滑坡短期及临滑变形特征。     

电阻率法探测黄土滑坡滑动面(带)的试验研究

根据滑体与滑床土的结构差异特性,其中电阻率特性也有显著不同,利用WDJD-1型多功能数字直流激电仪和改进的探测电极装置,分别在滑坡后壁原状黄土地层、探槽及钻孔中测试黄土滑坡滑面上下各层土的电阻率值。试验结果显示电阻率测试曲线在滑动带位置出现异常跃变现象,而曲线在未滑动过的黄土地层之间变化差异不明显。这一异常突变特性,在实践中可作为鉴别滑动面位置的特征标志。该探测方法充分利用现有的勘探技术条件,操作简便,试验结果直观,可在黄土滑坡勘察实践中推广使用。     

A phenomenological model for anisotropic creep in a multipass weld metal

Creep strength of welded joints can be estimated by continuum damage mechanics. In this case constitutive equations are required for different constituents of the welded joint: the weld metal, the heat-affected zone, and the parent material. The objective of this paper is to model the anisotropic creep behavior in a weld metal produced by multipass welding. To explain the origins of anisotropic creep, a mechanical model for a binary structure composed of fine-grained and coarse-grained constituents with different creep properties is introduced. The results illustrate the basic features of the stress redistribution and damage growth in the constituents of the weld metal and agree qualitatively with experimental observations. The structural analysis of a welded joint requires a model of creep for the weld metal under multiaxial stress states. For this purpose the engineering creep theory based on the creep potential hypothesis, the flow rule, and assumption of transverse isotropy is applied. The outcome is a coordinate-free equation for secondary creep formulated in terms of the Norton–Bailey–Odqvist creep potential and three invariants of the stress tensor. The material constants are identified according to the experimental data presented in the literature.     

基于时序参数法的BFRP蠕变行为预测

本文研究了基于时序参数法的玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)板弯曲蠕变行为．为了提高模型理论预测的精度,文中将整个实验时长的数据进行了合理的细化分组,且每组时长尽可能相同,然后对细化分组的数据组分别进行直接外推法拟合,得到各数据组对应的拟合方程参数,最后获得了BFRP板弯曲蠕变行为的理论预测模型．对比模型预测值和实验值可以发现：模型预测值随着时间的增长,越来越接近于实验值,最后二者的相对误差几乎为零．该结果表明：文中建立的蠕变预测模型具有足够高的精度,可以应用于BFRP的蠕变行为的预测．     

大冶铁矿东露天采场滑坡稳定性分析——以F25断裂滑脱带内滑坡群为例

摘  要 大冶铁矿东露天采场二区滑坡群位于F25断裂滑脱带内,属人工开采形成的高陡岩质边坡。断裂带内闪长岩和铁矿石被破碎成典型的角砾岩和碎粉岩,节理发育程度较高。滑坡群由三个主滑体及若干碎裂岩土体组成,平面平均长度约138m,平均宽度约120m,高差约85m,整体坡度约36°,总体积约1.1×107m3,下伏基岩为粉砂质泥岩,滑体组成物质为粉质粘土夹碎石块。运用自然历史分析法和工程地质类比法讨论了滑坡的破坏机理,认为该滑坡群的形成和发展是岩土类型和性质、岩体结构及地质构造、地形地貌、水、诱发因素等综合作用的结果。运用极限平衡方法对其中一典型滑坡在现状、暴雨、爆破及暴雨爆破联合作用四种工况下的稳定性进行综合分析和评价,所得稳定性系数分别为1.256、0.961、1.198、0.954,计算结果表明降雨是控制该滑坡稳定性的主要外因。针对该滑坡的实际情况,提出了避免采用抗滑桩加固、避免暴雨时地下爆破作业、在滑坡后壁及坡面上设置截水沟和排水沟、水泥砂浆嵌缝、减荷反压及坡面绿化等防治方案建议。     

饱和砂性土流变模型的试验研究

正确合理的土体本构模型确定是地面沉降模拟的关键之一。上海和江苏地区多年来野外分层标的实际观测资料表明该区含水层系统砂层变形具有流变特征,表现出变形滞后于含水层水位变化的现象。本文基于粘弹性理论,选取了常州含水层系统原状砂性土样进行单轴压缩试验,分析了砂性土流变荷载曲线,并选择现有的相关本构模型进行识别,从而确定能更好反映研究区土体变形规律的流变模型。结果表明,研究区砂性土可采用Burgers模型进行描述,反演获得的4个流变参数随荷载的增加表现出一定的规律性。     

循环荷载作用下低掺量水泥土试样变形性状试验研究

在大量动三轴试验的基础上,深入研究了低掺量水泥土的动力特性。试验结果表明:动应变εd是影响土样动弹模量及阻尼比的最主要因素,随着动应变水平的提高,动弹模量Ed成倍减小而阻尼比λ成倍增大。随着掺灰量的增大,水泥土的动弹模量和阻尼比相应增大。动弹模量随围压σ3增减而增减,阻尼比λ随围压σ3的增加而减小。最大动弹模量Edmax与围压σ3呈指数递增关系;最大阻尼比λmax在7%～30%之间,与围压σ3呈指数递减关系,并建立了相应的经验公式。     

长江三峡工程库区千将坪滑坡地质特征及成因分析

 千将坪滑坡体位于三峡库区长江支流青干河的左岸,距三峡工程坝址44km。2003年7月13日零时20分,三峡库区秭归县千将坪村发生了山体基岩滑坡,造成15人死亡、9人失踪,4家乡镇企业被摧毁。文章通过对滑后详细地质调查,阐述了千将坪滑坡区地质条件,描述了滑坡发生的前兆现象以及滑坡发生滑动的过程,仔细分析了千将坪滑坡各要素的特征。根据滑坡体物质组成和结构的差异,把滑体物质自滑坡后缘至前缘分为块石堆积区、基岩裂解区、土夹块石区、漂砾卵石区。同时,文中研究了滑带土的物理力学性质,分析了滑坡体的成因机制,从地形地貌、岩性组合、构造条件详细论述了斜坡失稳的内因,认为导致斜坡失稳的外部因素有集中降雨、农田灌溉以及三峡蓄水3个方面的影响。