表层喀斯特带溶蚀岩体单轴压缩力学特性模拟研究

研究表层喀斯特带溶蚀岩体的力学特性,有助于岩溶区边坡稳定性分析。本文以表层岩溶带溶蚀特征为依据,设定溶蚀率和溶蚀均匀系数作为溶蚀特征参数。基于元胞自动机算法思路,在颗粒离散元软件中构建不同溶蚀特征的岩体模型。对溶蚀岩体进行单轴压缩数值试验,检测岩体加载过程中声发射事件。试验结果表明:溶蚀岩体加载过程可分为:(1)压密阶段;(2)弹性变形阶段;(3)稳定破裂发展阶段;(4)不稳定破裂发展阶段;(5)峰后缓慢软化阶段;(6)峰后快速软化阶段。随溶蚀率增加,岩体弹性变形阶段曲线缩短,岩体抗压强度降低;岩体由脆性破坏逐渐转为延性破坏;同时,溶蚀率增加,岩体抗压强度下降速率由最初快速降低转为缓慢降低,最终收敛。溶蚀均匀系数增加,不稳定破裂阶段曲线增长,岩体由局部破坏转为整体性破坏。研究发现溶蚀岩体单轴抗压强度与溶蚀特征参数呈负指数关系,该关系式可用作溶蚀岩体强度取值,实际工程中应增加溶蚀均匀系数对岩体质量的影响。溶蚀岩体裂纹扩展机理有助于边坡失稳机理研究。

多期次崩塌灾害的数值模拟研究

危岩体在西南地区分布广泛,易形成多次崩塌,为了研究在已经发生过崩塌灾害的地形上,后续崩塌落石的堆积特征,文中利用多期次崩塌模拟方法,能按照一定的概率反映出多次崩塌后崩塌堆积体的变化情况和威胁范围,补充了常规一次崩塌滚石计算结果的不足,为研究区后续一段时期内崩塌地质灾害的防治决策提供科学依据。文中以贵州省思南县徐家大塝崩塌为例,基于室内试验和数值模拟,结合GIS技术和三维崩塌软件进行危岩失稳的多期次崩塌数值模拟研究。利用物理实验获得的运动特征参数进行4个期次的崩塌数值模拟结果与野外调查结果基本吻合。通过多期次不同方量的模拟结果分析发现,几乎所有大粒径落石和大部分小粒径落石都停积在坡度小于35°的区域。90%以上的崩塌落石停积在废弃道路面30 m缓冲区内即居民区100 m外,落石在废弃道路往陡崖方向落石堆积百分比呈上升趋势;距居民区最近的大粒径落石主要在居民区平面距离60 m外,威胁居民区的可能性低,少量小粒径落石会滚落到居民区。文中的研究思路和技术方法对于多期次危岩崩塌方面的研究具有一定的参考价值和借鉴意义。