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原文传递基于离心模型试验的边坡渐进性破坏机理研究

论文题名：	基于离心模型试验的边坡渐进性破坏机理研究
关键词：	离心模型试验;边坡侧面;渐进性;破坏机理
摘要：	我国地域广阔，地形地貌、地质条件等十分复杂，又因具有大量人工挖掘与天然构成的边坡，是滑坡极为严重的国家之一，边坡失稳所产生的地质灾害层出不穷。通过多年的观察、实验和研究表明，大多数滑坡破坏并不是一触即发的，而是渐进的，并具有很强的间歇性。因此，研究和掌握边坡渐进性破坏的规律，能够在边坡破坏的某个或者某几个阶段采取相应适当的加固措施，就可以减少甚至避免其产生的损失。为了研究和验证边坡渐进性破坏规律和机理，采用成都理工大学的TLJ-500大型土工离心机模拟边坡渐进性破坏的整个过程，获得的主要研究成果如下: 　　1.通过对边坡侧面位置的位移场分析中得知，沿边坡倾向方向，边坡底部基本呈现出牵引型破坏。破坏首先从坡脚开始产生，此时坡脚不是受到自身下滑力而产生的滑动，而是由于坡脚部分产生应力集中区，产生塑性变形，导致承载力下降，坡脚上部的下滑段推力大于抗滑段的支撑力，并逐渐向上发展，从而产生的整体失稳破坏。而延竖直方向，坡体顶部基本呈现出推移型的破坏。破坏首先从坡体中上部开始，由于加速度的增大，坡体上部逐渐产生破坏导致滑坡推力的增加，并逐渐向下方土体推挤导致破坏。通过以上分析，此次实验坡体的渐进性破坏是通过坡体底面的牵引型破坏和坡顶的推移型破坏共同作用而形成的，边坡变形可以分为均匀变形阶段与变形迅速增大阶段。　　2.通过对坡表位置的位移场分析得知，边坡的破坏过程不是瞬时发生的整体破坏，而是从坡底局部开始出现局部破坏，导致从坡底部分首先开始产生横向向外的位移后，逐渐向上部延伸，之后滑坡中部和滑坡顶部依次产生破坏，出现位移。对测点的观测可以发现滑坡前缘和滑坡后缘在横向上的位移量有很大差别，说明坡体出现了整体向前的推移，这是由于随离心机加速度的增大，边坡产生蠕滑推移造成的。　　3.通过安装的土压力传感器对边坡在变形破坏过程中坡体内部的应力场状态和规律得知，在初始加速阶段土压力传感器之间的区别变化不大，随着坡体的渐进破坏和离心加速的增大，坡体底部土压力增加速率更大，说明由于坡脚的应力集中导致变形从坡脚开始产生，并牵引滑坡后部往前推移变形。滑坡破坏后，滑坡后缘的土压力最大，内部应力场最大，说明滑坡的深部蠕滑机制。从土压力传感器的变化规律进一步验证了该边坡的变形破坏的“蠕滑-推移”机理。　　4.通过实验后对滑面附近土体的直剪试验表明，当滑坡发生后，土体的残余抗剪强度基本不存在粘聚力的作用;在滑动面渐进破坏直至贯穿的过程中，滑动面上的土体有效粘聚力逐渐降为0，有效内摩擦角也显著下降，边坡整体稳定性系数在这一过程中随着抗剪强度的不断衰减而降低。　　5.通过利用基于动态强度折减法的边坡渐进性破坏的数值模拟分析得知，动态地折减局部破损坡体的强度参数，使边坡潜在滑动面渐进演化至贯通，真实地再现了边坡潜在滑动面的形成过程，克服了整体强度折减法破损区过大的缺陷。
作者：	陈然
专业：	岩土工程
导师：	李天斌
授予学位：	硕士
授予学位单位：	成都理工大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文