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科研進展

武漢巖土所在土石混合體等效力學強度模型研究方面取得進展

說出年月日:2021-12-14源于:合肥巖土測力科學科研所放大 縮小

  我國是世界上地質災害最嚴重的國家之一,其中降雨誘發的堆積體邊坡地質災害數量眾多、規模巨大、分布范圍廣,嚴重危害人民群眾的生命財產安全和基礎設施建設。作為堆積體的組成物質,土石混合體具有明顯的非均質性、非連續性以及尺寸效應。目前研究中缺乏描述土石混合體力學強度特性的定量表征方法,影響了堆積體邊坡穩定狀態的合理評估。 

  針對這一問題,亞博網頁版登陸武漢巖土力學研究所巖土工程抗震安全組科研人員以國內外大量土石混合體力學試驗數據統計分析為基礎,從含石量和土石接觸面強度角度闡述了土石混合體與工程巖體組分結構的相似性,基于廣義Hoek-Brown準則思想,提出了適用于骨架結構、含石量范圍為30%-90%的土石混合體等效力學強度模型,給出了土石混合體單軸抗壓強度與經驗參數的定量表達方法;在考慮混合體遇水強度劣化的條件下,基于等效力學強度模型給出了堆積體邊坡力學參數確定方法;以小磨公路堆積體邊坡為代表性類均質二元結構邊坡,基于有限元和極限平衡理論分析了考慮參數劣化條件下,不同降雨模式及張裂縫對堆積體邊坡穩定性的影響,揭示了降雨作用下堆積體邊坡的失穩力學機制,為工程設計和災害防治提供科學依據與技術保障。 

  研究成果得到了NSFC-云南聯合基金重點支持項目(U1402231)、亞博網頁版登陸青年創新促進會(2021325)、面上項目(51779250)、亞博網頁版登陸國際合作局國際伙伴計劃項目(131551KYSB20180042)的資助,相關研究發表在《巖石力學與工程學報》、Bulletin of Engineering Geology and the Environment、Internation Journal of Geomechanics(ASCE)等學術期刊。

  論文鏈接:

  http://rockmech.whrsm.ac.cn/CN/10.13722/j.cnki.jrme.2020.0854 

  http://link.springer.com/article/10.1007/s10064-019-01658-0 

  http://ascelibrary.org/doi/10.1061/%28ASCE%29GM.1943-5622.0002045 

  http://www.hindawi.com/journals/ace/2021/6658211/ 

 

圖1 土石混合體與工程巖體關系示意圖 

圖2  某含石量土石混合體非線性強度準則計算流程圖 

 

圖3  基于試驗數據的直接擬合值與試驗值對比圖 

圖4  考慮參數劣化的裂縫堆積體邊坡安全系數變化規律 

(文/圖 巖土工程安全抗震組)

    

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