| 软硬岩互层滑坡变形破坏机理研究 |
| 英文题名 | On Deformation-failure Mechanisms of Soft-Hard-Rock Interbeded Landslides
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| 周杨
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| 导师 | 李世海
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| 2016
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| 学位授予单位 | 中国科学院大学
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| 学位授予地点 | 北京
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| 学位类别 | 博士
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| 学位专业 | 工程力学
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| 摘要 | 软硬岩互层滑坡常常呈现出滑程远、持时长、多级破坏的特点，对滑坡发生区域附近的人和建筑物威胁巨大。因此，对这类滑坡的发生机理和运动破坏规律进行研究，提出滑坡控制方案，对于降低灾害引起的生命财产损失、防灾减灾具有重要的现实意义。 本文以胜利东二矿滑坡为例，借助先进的遥感和监测技术，通过物理试验研究和连续-非连续单元法 (Continuous-Discontinuous Element Method, 以下简称为CDEM) 数值模拟分析，总结了软硬岩互层滑坡的发育特征，提出软硬岩互层滑坡满足深层重力式边坡变形机制（DSGSD），在此基础上概化出滑坡运动学模型，分析滑带土的剪切应力应变特性并阐释滑带土剪切特性与滑坡运动学特征的联系，最后提出坝式挡土墙滑坡控制方案并论证多种工况下方案的可行性及边坡的稳定性，实践出结合CDEM数值模拟分析和工程经验的滑坡控制方案论证方法。主要研究成果如下： (1) 以锡林浩特胜利东二矿软硬岩互层滑坡为研究样本，通过分析其变形历史、地理位置、地形地貌特征、地层岩性、岩层产状、地质构造以及水文特征，总结出典型软硬岩互层滑坡的发育特征，为宏观上把握该类型滑坡的变形破坏机理提供了地质依据。 (2) 从形貌学和运动学特征两方面说明软硬岩互层滑坡符合“深层重力式边坡变形(DSGSD)”滑坡机制。借助CDEM数值分析和滑坡框架模型试验，分析了圈椅状裂缝的形成机制，总结软硬岩互层滑坡的运动学特征为多滑面的周期性渐进破坏，提出滑坡周期性“复活-休眠”机制。根据坡面累积位移特征将滑坡体进行分区，提出降水与软硬岩互层地质结构是软硬岩互层滑坡稳定性的外在和内在主要控制因素。 (3) 进行了胜利东二矿滑坡滑带土在含水率变化条件下、准静态加载和动态等幅周期性加载条件下的环剪试验，获得了滑带土剪切应力应变行为特征，包括含水率、剪切速率、超固结比、先期固结应力和动态加载频率等因素对滑带土的残余剪切强度和峰值剪切强度的影响，并分析了滑带土的阻尼比和剪胀特性。软硬岩互层滑坡运动学模型所表现出来的滑动期与休眠期的周期性出现以及滑动期滑动速率的加速和减速过程可以从滑带土的剪切速率效应以及动态剪切效应的角度进行阐释。 (4) 在应对露天矿软硬岩互层滑坡时，应将目标由治理转换为控制，将滑坡受灾对象的安全作为控制方案设计主要目标。提出坝式挡土墙滑坡控制方案，对该控制方案的可行性进行论证，提出了结合露天矿横采内排技术和水利工程碾压黏土坝技术的施工方案。借助CDEM数值模拟方法重现暴雨引起软硬岩互层滑坡破坏的过程，对采煤扰动下坝式挡土墙工程体和边坡稳定性进行了研究。 |
| 索取号 | 31380
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| 语种 | 中文
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| 文献类型 | 学位论文
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| 条目标识符 | http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/59447
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| 专题 | 流固耦合系统力学重点实验室
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推荐引用方式
GB/T 7714 |
周杨. 软硬岩互层滑坡变形破坏机理研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2016.
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