層狀岩質邊坡傾倒破壞的塑性極限分析法研究

《層狀岩質邊坡傾倒破壞的塑性極限分析法研究》是依託昆明理工大學，由李澤擔任項目負責人的地區科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：層狀岩質邊坡傾倒破壞的塑性極限分析法研究
• 項目類別：地區科學基金項目
• 項目負責人：李澤
• 依託單位：昆明理工大學

項目摘要

傾倒破壞是層狀岩質邊坡失穩的一種典型形式，其失穩過程表現為岩層或岩塊同時發生滑移、旋轉、彎曲、斷裂和傾倒變形，其破壞模式具有多樣性、失穩機理複雜。本項目以層狀岩質邊坡為研究對象，基於塑性極限分析理論，開展岩塊與結構面之間相互作用的力學機理研究，掌握層狀岩質邊坡彎曲傾倒破壞的物理和力學過程，研究層狀岩質邊坡塑性極限分析的複合單元法技術、傾倒破壞的靜力許可應力場、機動許可速度場的構建技術，建立層狀岩質邊坡傾倒破壞的塑性極限分析法理論體系，並提出相應的數值實現策略，進而揭示傾倒破壞極限狀態下邊坡的靜力場、運動場的分布規律，最後結合物理模型試驗和實際工程算例進行理論與方法的驗證。研究旨在為層狀岩質邊坡傾倒破壞的穩定性分析提供新方法。研究成果對礦山開採、交通運輸、水利水電等大型岩土工程的穩定性分析具有重要的理論和套用價值。

結題摘要

本項目基於塑性極限分析理論、混合數值離散技術、數學規劃方法進行了層狀岩質邊坡傾倒破壞的穩定性分析方法的系統性研究，本項目在以下6個方面取得了創新性成果：（1）研究了層狀岩質邊坡中岩塊發生滑移、旋轉、斷裂等行為的力學機理；（2）提出了模擬岩體同時發生平動-傾倒破壞的塑性極限分析混合單元離散技術，實現了在下限法、上限法中模擬層狀岩質邊坡連續與非連續變形的力學特性；（3）提出了層狀岩質邊坡塑性極限分析的靜力許可應力場的構造技術，建立了層狀岩質邊坡傾倒破壞的塑性極限分析下限法理論框架，並開發了岩質邊坡傾倒破壞的下限法計算程式；（4）提出了層狀岩質邊坡塑性極限分析的機動許可速度場的構造技術，建立了層狀岩質邊坡傾倒破壞的塑性極限分析上限法理論框架，並開發了岩質邊坡傾倒破壞的上限法計算程式；（5）提出了層狀岩質邊坡傾倒破壞塑性極限分析大規模數學規劃模型的求解策略；（6）提出了層狀岩質邊坡中孔隙水壓力、地震載荷的模擬技術，獲得了地下水和強地震對傾倒岩塊的力學作用機理。本項研究建立了一整套能夠模擬層狀岩質邊坡的從連續到不連續傾倒破壞的塑性極限分析法體系，可以同時考慮岩體的滑移、旋轉、彎曲、斷裂、傾倒的變形過程，研究成果對邊坡工程的穩定性分析具有重要的理論和套用價值。課題組按既定研究計畫完成了研究任務內容，項目研究達到預期目標。截止目前，本項目成員共發表學術論文11篇，所發表的學術論文被SCI/EI/ISTP檢索6篇，其中SCI檢索3篇、EI檢索3篇；授權發明專利4項、申請發明專利11項、登記軟體著作權2項；培養博士研究生1名、碩士研究生6名；主要成員中有2人晉升副教授、1人晉升教授。