考虑消落带岩体劣化影响的典型危岩岸坡稳定性研究

三峡库区周期性水位升降引起的消落带岩体劣化对典型危岩岸坡稳定性具有重大影响。基于野外调研及地勘资料,采用通用离散单元法程序(universal distinct element code,简称UDEC)研究了消落带劣化区形态对近水平层状高陡危岩岸坡的稳定性影响。研究表明:目前三峡库区巫山段的近水平层状危岩岸坡消落带岩体劣化严重,在不同消落带劣化区存在紧密层状、松散碎裂状、溶蚀凹腔状、含挤压碎裂带等典型消落带劣化区形态;含有第1种消落带劣化区形态的危岩岸坡稳定性较好,危岩体位移较小,失稳模式为滑移破坏;含有第2种消落带劣化区形态的危岩岸坡危岩体先向坡内偏移,其后随着消落带岩体支撑强度弱化向坡外倾倒破坏;含有第3种消落带劣化区形态的危岩岸坡危岩体向坡外位移较大,失稳模式为倾倒破坏;含有第4种消落带劣化区形态的危岩岸坡稳定性主要受挤压破碎带的力学性质控制,易产生沿破碎带切割面的旋转滑移破坏;通过对以上4种劣化区形态的危岩岸坡增加防治加固措施,危岩体的变形位移得到了不同程度的有效控制。

含预制双裂纹试样岩桥贯通模式的数值研究

当双裂纹岩体破坏时,不同裂纹之间的应力场会相互作用,岩桥区域会发生贯通。将应变强度准则嵌入到二次开发的扩展离散元UDEC中,模拟了含预制双裂纹试样的拉伸裂纹及剪切裂纹的扩展。数值模拟结果发现双裂纹试样在单轴压缩过程中会出现4种岩桥基本贯通模式:(1)伴随着2条预制裂纹尖端的翼裂纹独立逐渐扩展,但岩桥区域不发生贯通的不贯通模式;(2)在岩桥区域内,主应力场及切应力场集中,产生剪切裂纹贯通岩桥,切应力对贯通起主导作用的剪切贯通模式;(3)在岩桥区域内,主应力场高度集中,岩桥贯通具有瞬时性,拉伸裂纹贯通岩桥的拉伸贯通模式;(4)在拉力与剪力共同作用下,试样达到强度最高峰值后产生的拉剪混合贯通模式。通过与室内试验对比,将应变强度准则运用到数值模拟分析中可以更准确描述细观破坏时应力应变及岩桥贯通的变化,丰富了多裂纹岩样在细观力学中的贯通机理,为研究岩体细观破坏提供数值模拟参考。

澜沧江深层倾倒体演化过程及失稳机制研究

为研究澜沧江流域某深层倾倒体演化过程及失稳机制,采用底摩擦模型试验及通用离散单元程序数值试验模拟其在河谷演化进程及水库蓄水作用下的变形失稳全过程,通过数字图像相关法(DIC)及粒子图像测速法(PIV)获取斜坡不同阶段的速度、位移矢量场及特征点的位移变化规律。结果表明:(1)深层倾倒体变形失稳模式为加速变形–减速蠕变–坡脚牵引–整体滑移,滑坡是倾倒变形发展到极致的产物;(2)受河谷演化控制,深层倾倒体主要经历剪切错动、初始弯曲、自稳蠕变、统一剪切面形成和破坏5个演化阶段;(3)水库蓄水加速了涉水深层倾倒体从蠕变阶段向累进破坏阶段过渡的演化进程,建议做好坡脚防渗处理工作;(4)深层倾倒体诱发滑坡主要发育于强倾倒区,下挫陡坎的形成是倾倒体演化逐渐进入累进性破坏阶段的重要标志。