黄莲树滑坡破坏变形机理浅析

以三峡库区奉节县黄莲树滑坡的破坏变形为例,以地表位移、降雨、地下水、库水位的监测为依据,综合分析研究了监测参数的变动和致灾因子相互作用对滑坡稳定性的影响关系,开展破坏变形机理探讨研究,总结形成了初步的研究成果。该研究成果对滑坡的监测预警预报技术具有重要的理论意义,并且对其它以库水位涨落和降雨为主要致滑因子的滑坡的监测临滑预报具有重要的参考价值和指导意义。

不同荷载作用下五边形石墨烯的变形破坏机理研究

五边形石墨烯是一种完全由碳五元环组成的准二维的亚稳态碳结构,在不同载荷作用下其变形破坏机理仍需进一步研究.本文基于ReaxFF反应力场采用分子动力学方法模拟研究了五边形石墨烯的拉伸、剪切和纳米压痕破坏过程,得到了五边形石墨烯的拉伸和剪切应力-应变曲线以及压入载荷-位移曲线,系统分析了五边形石墨烯的变形破坏机理,并验证了五边形石墨烯在不同载荷作用下是否表现出塑性变形特征的一致性问题.研究结果表明,通过拉伸或纳米压入等不同加载方式均可准确测出五边形石墨烯的本征力学性能参数,其杨氏模量265.4~285.1 N/m,与第一性原理计算结果一致.研究还发现,五边形石墨烯在拉伸、剪切和纳米压痕过程中均会出现不可逆的塑性变形特征,而引起塑性变形的原因是由于不可逆的碳五元环向碳多元环结构的转变.以上研究结果可为基于五边形石墨烯的微/纳米机电系统的实际应用提供重要指导.

超大断面硐室围岩变形破坏机理及控制

针对断面面积近100m^2。的大采高支架换装硐室，采用现场观测、数值模拟等方法分析其变形破坏机理：硐室断面增大致使围岩破碎区、塑性区增大，超大断面硐室塑性区半径达到普通断面硐室的2．2倍；断面增大引起掘进扰动应力增高，而锚杆加固厚度小、初期支护阻力小致使软弱围岩严重变形破坏。针对支架换装硐室0～2．5m的破碎区、2．5～8．0m的塑性区，提出了分区耦合支护围岩稳定控制原理：硐室围岩由浅至深破坏程度逐渐减小，达到稳定所需支护强度逐渐减小，采用高强高预紧力“锚杆、注浆锚索、锚索”支护及“分区注浆加固”技术，可形成针对破碎区、塑性区和弹性区的3个相互联系的承载圈，从而满足各个分区支护强度需要，实现支护结构和围岩共同承载，保证围岩稳定。

深部裂隙煤岩体变形破坏机理及高压注浆改性强化试验研究

为了对深部高应力裂隙煤岩体变形破坏特征及改性强化机理进行研究,首先采用小孔径水压致裂法对埋深500 m左右和1000 m左右的地应力分布特征进行现场实测研究,以此为基础对比分析了不同埋深条件下地应力分布特征、煤岩体破裂强度及典型裂隙分布发育特征,拟合得到了不同埋深条件下裂隙煤岩体摩尔强度包络线公式。采用数值模拟方法对比研究了不同埋深不同应力水平条件下煤岩体不同角度裂隙变形破坏特征。根据裂隙扩展应变能释放率与能量吸收率间的关系,探讨了影响深部裂隙煤岩体改性强化的主要影响因素。通过建立裂隙悬臂梁力学模型,采用格里菲斯裂纹扩展破坏准则分析了裂隙扩展临界载荷和裂隙不同角度间的关系。基于现场实测及数值模拟研究结果,通过对不同埋深煤岩体破裂强度的统计分析,结合煤岩体改性强化的工艺及装备要求,提出了深部裂隙煤岩体改性强化的基本原则及临界值范围。基于上述研究成果,在千米深井工作面巷道进行了现场试验,得到了裂隙煤岩体改性强化高压注浆全过程改性压力曲线。通过对裂隙煤岩体不同改性强化阶段浆液扩散特征的分析,最大注浆改性强化压力为30 MPa,一般为15~20 MPa,与提出的改性原则相符。通过现场取样表征分析、实验室扫描电镜对尺度2~20μm浆液固结体特征进行对比分析,采用纳米压痕试验对浆液固结体和煤岩体的界面弹性模量效应进行了分析,从宏观到微观验证了裂隙煤岩体改性强化效果良好。

地震液化条件下重力式码头的变形破坏机理

现场调查发现在神户地震期间重力式码头破坏时都发生了相当大的侧向位移 ,因此 ,阐明挡土墙的变形机理对于改善抗震设计具有十分重要的意义 .为此 ,根据相似原理设计了重力式码头的地基模型 ,进行了一系列的振动台试验 .试验结果表明 :基底土的强度降低和局部液化是挡土墙变形破坏的主导因素 .墙后动土压力的增加为挡土墙的运动提供了条件 .在液化条件下重力式码头地基的运动以侧向位移为主 .重力作用是地基侧向运动的主要影响因素 .减少作用于挡土墙上的动土压力和充分填实基底下的砂土是增加重力式码头抗震稳定性的重要措施 .

基于参数反演的保扎滑坡变形破坏机理研究

大型复杂滑坡的复活变形机理研究,是目前滑坡地质灾害研究热点之一。针对恩施地区典型大型复杂滑坡-保扎滑坡,在系统研究其工程地质条件的基础上,分析了该滑坡的形成机制。建立二维计算模型,利用Flac软件,依据钻孔位移监测数据,通过位移反分析反演岩土体参数。对滑坡天然状态、河流不同下切深度进行了三种工况的模拟分析,结果表明:①保扎滑坡为牵引式滑坡。滑坡发育于志留系易滑岩组,滑坡形成的诱发因素是前缘老沟河的不断侵蚀下切与掏蚀,滑塌变形不断向中后部发展,从而引发整体滑动。②目前影响保扎滑坡变形与稳定性的主要因素为滑坡前缘河流下切及降雨;③保扎滑坡目前处于整体稳定状态。随着河流下切深度的增加,该滑坡将产生渐进式牵引破坏。建议对滑坡前缘进行治理。

铁路黄土高边坡变形破坏机理及稳定性研究

研究目的:随着西部地区大量基础设施建设的实施,尤其是铁路建设,不可避免地遇到大量黄土高边坡。大量的黄土边坡灾害严重影响着西部经济建设,危害行车安全。黄土边坡变形破坏机理及稳定性研究分析是其预测预报的基础,通过研究可在工程设计和维护中作为设置防治措施的依据。研究结论:将黄土高边坡按坡体结构分为新黄土边坡、新老黄土边坡、老黄土边坡、新黄土+基岩边坡、新老黄土+基岩边坡、老黄土+基岩边坡6种类型;分别对其变形破坏类型、特点、形成机理及其危害进行了分析,建立了黄土边坡稳定性定性评价标准;通过对太中铁路沿线黄土高边坡稳定性统计分析,提出了黄土边坡防治的建议。对铁路沿线黄土高边坡设计防护具有一定的指导意义。

采动边坡失稳的动力过程及典型变形破坏机理

以平朔矿区露天井工协调开采工程实践为背景,采用物理模拟与数值分析相相结合的方法,分析了采动边坡的变形破坏特征与应力分布规律,揭示了"关键硬岩层"与"关键弱层"耦合作用下采动边坡的变形破坏模式与典型失稳机理,提出了采动边坡变形破坏演化的四阶段理论,即表生改造、结构改造、时效变形和最终失稳(稳定),建立工程力学模型,推导出了采动边坡进入时效变形和最终失稳(稳定)阶段的判据。

滑坡变形破坏机理和整治工程的模型试验研究

为分析某滑坡的变形破坏机理以及整治效果,选取了不同的模型材料来模拟相应的岩类,以相似比1∶200建立了滑坡的模型。通过地质力学模型试验,模拟并研究了不同工况下滑坡体位移、抗滑桩和锚杆的受力状态随试验步骤的变化,根据试验结果对滑坡变形与破坏机理进行了分析,比较了2种加固设计参数下的整治效果并进行优化。该成果可为该类滑坡的机理研究和有效整治提供科学依据。

国家重点文物保护工程——高句丽将军坟变形破坏机理研究

在现场调研和工程地质勘察的基础上,分析了高句丽将军坟变形破坏的特征,应用三维有限差分程序FLAC3D,模拟研究了高句丽将军坟分别在自重、局部地基软化和地下水渗流3种工况下的应力场变化和变形破坏规律,揭示了高句丽将军坟渐进变形破坏的机制:以软弱地基的固结压密为先导,继而引起坟体倾斜沉陷,造成地基隆起、块石间位错张开,最终导致高句丽将军坟变形破坏的过程。研究结果对将军坟进行稳定性评价和采取有效的防护对策有重要意义。

高聚物粘结炸药的力学行为及变形破坏机理

结合实验研究对高聚物粘结炸药 (PBX)的力学行为和细观力学现象进行了分析和讨论。认为PBX材料最主要的破坏机理是界面脱粘和粘结剂的成穴失效。

三峡库区巴东李家湾滑坡变形破坏机理研究

以三峡库区李家湾滑坡为例,对库水位变动影响下的滑坡变形机理进行了探讨。通过现场详细调查、原位声波测试和室内岩体单轴抗压和耐崩解试验分析,认为滑坡岩性组合特征、节理裂隙发育状况为其变形破坏提供了运动空间,库水位波动、水流流动为滑坡内部岩体运动提供了动力条件。由于软弱夹层的存在,在自身重力作用下,斜坡内部岩体发生剪切滑移,坡面发生拉裂。在库水位周期性波动影响下,前缘坡脚岩体受到江水侵蚀,泥灰岩软弱夹层向内发生凹陷,岩体发生弯折倾倒破坏;在江水的侧向淘蚀作用下,岩体发生滑移、错动、坍塌破坏。

西南某水电站库区古滑坡堵江成因及变形破坏机理研究

通过现场调查,结合边坡的地形地貌、坡体结构、变形破坏和江岸纹泥沉积特征,分析认为滑坡在变形破坏后高速下滑,撞击对岸山体并堰塞堵江,在经历长期的河湖相沉积后逐渐溢流溃决,部分滑体分别残留于左、右岸山坡上。根据恢复的原始地形,通过刚体极限平衡分析可知滑坡为地震诱发,为了进一步研究滑坡堵江成因和变形破坏机理,运用离散元数值软件进行模拟分析。研究表明:天然状态下坡体浅表部沿层面和缓倾坡外优势结构面产生卸荷拉裂,地震作用使坡体内部层面拉裂并沿缓倾坡外优势结构面剪断破坏,其破坏堵江过程可概括为:前缘剪切变形、后缘震动拉裂→滑面贯通、高速下滑→铲刮河床、刨蚀对岸山体→前缘受阻隆起、后缘坐落下滑、中部堰塞堵江→震后停积自稳,坡体具有明显的动力放大效应。

阜新海洲露天矿顺层边坡变形破坏机理分析

以阜新海州露天矿边坡为例 ,在弱层流变试验的基础上 ,依据其长期强度的时间效应 ,对该处边坡进行了稳定性动态评价 ,探讨了该类型边坡失稳预测的方法。

软岩隧道锚变形破坏机理缩尺模型试验研究

为了研究软岩中隧道锚变形破坏机理及破坏模式,通过对隧道锚现场1∶10缩尺模型进行超载破坏试验,对加载过程中锚体模型的外观变形、内观变形、钻孔测斜以及破坏裂缝进行分析,获得了锚体模型在推力作用下载荷-变形全过程曲线以及变形破坏特征,并结合数值模拟的超载试验结果进行了综合分析。研究成果表明:锚体模型变形破坏全过程类似于软岩载荷试验变形破坏3个阶段;锚塞体底部与岩体接触面部位受拉剪破坏形成破坏底边界,锚塞体上方岩体受锚塞体向上挤压形成纵向拉裂缝以及与锚塞体成约45°夹角的剪裂缝。隧道锚极限承载能力主要取决于锚塞体底界面以及上部岩体抗拉能力和抗剪能力。

库水变动状况下危岩变形破坏机理分析

为了查明大山庙危岩体宏观变形破坏特征,掌握在库水波动作用下,危岩体内部岩体劣化程度及其强度变化状况,分析其变形破坏机理,对其失稳模式进行研判,在宏观调查的基础上,进行了现场声波测试,以及室内干湿循环状况下抗压强度和耐崩解性试验测试。结果表明:危岩体变形破坏特征主要为拉裂、剪切、坠落,干湿循环对危岩体有较明显的劣化作用,其完整性、强度和耐崩解性均存在明显降低趋势。大山庙危岩体变形破坏机理为在库水波动作用下产生的结构和材料连续累进性破坏过程,其最可能的失稳模式为剪切-滑移。

露天矿高陡边坡变形破坏机理及稳定性

针对露天矿普遍存在的一类复杂特殊的高陡边坡稳定性及变形区防治的问题,以抚顺西露天矿南帮变形区高陡边坡为工程背景,采用Morgenstern-Price极限平衡法与有限元数值模拟软件RFPA相结合的方法对高陡边坡的变形破坏机理及稳定性问题进行了系统的研究.研究结果表明:抚顺西露天矿南帮变形区高陡边坡破坏机制为前缘蠕滑、后缘拉裂的"坐落-滑移式"破坏,该区域稳定性差,处于不稳定状态.针对南帮变形区存在的问题提出合理的边坡变形综合防治措施.

三峡库区巫峡口—独龙高陡岸坡变形破坏机理研究

三峡库区自175 m蓄水以来,地质灾害事件频发,尤其在地质环境脆弱的巫峡库岸段,2008年龚家方斜坡发生380 000 m3崩滑,产生高达13 m的涌浪,严重影响该库岸段航道运营安全。以巫峡口—独龙库岸段为研究区域,通过资料搜集、地面调查、工程地质测绘、山地工程等多种手段,在掌握其环境工程地质条件和岸坡岩体结构类型的基础上,根据库岸段内斜坡变形及破坏特征,划分出18个潜在不稳定斜坡。分析表明:该库岸段变形破坏模式为复合弯曲倾倒、"V"倾倒、剪切破坏,其可能诱发斜坡整体失稳模式为倾倒型和滑移型。总结出其存在累进性破坏、"锁固段"脆性破坏和整体性破坏3种机理。成果可为今后同类高陡岸坡的调查研究提供借鉴意义,同时为三峡库区防灾减灾、地质灾害工程治理提供依据。

开挖面失稳导致地下结构变形破坏的离心模拟

城市密集地下工程结构群下进行地下空间开发遭遇复杂地质环境时,可能会导致隧道开挖面失稳从而对既有结构的安全造成巨大威胁。开展了三个离心模型试验,模拟均质粉土地基和有黏土夹层的粉土地基中多层既有地下结构,研发了模拟隧道开挖面失稳的试验技术,再现了施工扰动引发的土体破坏模式和既有结构变形破坏机理。试验表明,控制开挖面位移(0.48H,H为开挖面高度)或者开挖面附近存在黏土夹层时,其附近形成的土拱有效地控制破坏区域,显著降低既有隧道的变形和应变,最终竖向变形为0.3~0.35 m,最大拉应变为850微应变;如果开挖面位移增大至0.86H,均质粉土地基出现整体失稳,既有隧道的最终竖向变形0.48 m,最大拉应变达到1900微应变。

大冶铁矿高陡岩质边坡变形破坏机理分析

大冶铁矿东露天采场F25断裂滑脱带内Ⅳ区滑坡群的变形破坏特征主要表现为大量地裂缝和整体滑坡。文章运用自然历史分析法和工程地质类比法分析了滑坡的变形破坏机理,认为该滑坡群的形成和发展主要受地质构造、地形地貌、水、岩体结构、诱发因素等综合作用的影响;在此基础上运用传递系数法对该滑坡的稳定性进行了定量评价,得出在最不利荷载组合条件下滑坡的稳定性系数为0.989;根据该滑坡群的稳定性现状,提出了以锚杆挂网喷浆支护、嵌缝、设置挡墙等为主的综合防治建议。