IMECH-IR  > 流固耦合系统力学重点实验室
岩体边坡解体运动过程的数值分析方法研究
Alternative TitleNumerical Analysis Methods for Failure and Motion Process of Rock Slope
王杰
Thesis Advisor李世海
2015
Degree Grantor中国科学院研究生院
Place of Conferral北京
Subtype博士
Degree Discipline工程力学
Abstract岩体边坡由解体并发生运动性破坏的灾害巨大,但对其解体机理和运动规律的研究尚有不足。岩体破坏实际是一个损伤演化、裂纹形成与扩展、断裂贯通直至散体运动的过程。如要对岩体边坡由解体到运动破坏的全过程进行模拟,发展连续与离散介质的统一模型则是关键。 本文首先建立单元内部破裂模型,模拟岩体中裂缝的形成和扩展,分析边坡解体过程,同时提出新的破裂度评价方式,描述边坡灾害状态;随后建立缩进边接触检测模型,识别任意凸多面体的所有接触类型,用于分析失稳岩体的碰撞运移过程,对于预测滑坡灾害范围非常有效;最后在实例边坡中进行应用,分析其破坏机理和运动规律。主要内容和结论如下: 1、建立单元内部破裂模型,模拟裂缝的形成和扩展过程,解决岩体中节理与岩块共同破裂问题。通过单元切割,裂缝路径可穿过单元内部和边界,扩展方向更为准确。数值算例验证了各种应力状态下的裂缝扩展问题,可以模拟裂纹由萌生、扩展、贯通直至形成宏观裂缝的过程。 2、建立缩进边接触检测模型,提出边-面检测方法,实现三维任意凸多面体的所有接触类型识别。相比其他方法,该模型可快速识别块体系统的初始接触状态,并将6类接触类型转为缩进边和接近面的3类几何关系。借助该模型计算块体运移过程,对于预测滑坡灾害范围有很强的实用性。 3、提出一种新的破裂度评价方式,将其与边坡破坏各阶段建立联系,描述边坡灾害状态。分析弧面滑动、弱层滑动以及弯曲折断、先倾后滑等边坡破坏特征,并分别用破裂度进行描述。对西北某工程节理岩体边坡进行研究,通过主控节理与破坏模式分析,给出边坡的破坏特征以及可能的灾害区域。 4、对武隆滑坡灾害全过程进行模拟,分析岩溶区及采矿对边坡变形影响并给出关键块体形成机制,数值结果与现场堆积特征相同。分析滑坡过程为:滑体前缘受压破碎形成关键块体,并受后缘的不断挤压,运动转向临空面;关键块在前缘崩落释放了滑动空间,滑坡出现连锁式的运动破坏。 关键词:岩体边坡;破裂演化;运动性破坏;连续-非连续;接触检测
Call Number31247
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/55123
Collection流固耦合系统力学重点实验室
Recommended Citation
GB/T 7714
王杰. 岩体边坡解体运动过程的数值分析方法研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2015.
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