《循環爆破擾動下含軟弱夾層岩質邊坡動力失穩災變機制》是依託鄭州大學，由閆長斌擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：循環爆破擾動下含軟弱夾層岩質邊坡動力失穩災變機制
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：閆長斌
- 依託單位：鄭州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
含軟弱夾層岩質邊坡動力穩定性問題是岩石力學與工程研究的難點與熱點之一。本項目以循環爆破擾動下含軟弱夾層複雜岩質邊坡動力失穩災變為研究對象，將試驗研究、理論分析與數值模擬有機結合，以循環動荷載作用下軟弱夾層土的累積損傷效應為基礎和紐帶，建立循環爆破擾動下含軟弱夾層岩質邊坡動力失穩災變機制研究體系。首先，通過動三軸試驗，探尋循環動荷載作用下軟弱夾層土的強度參數劣化和變形累積演化規律；其次，基於試驗研究成果，利用突變理論和Newmark滑塊位移法建立循環爆破擾動下含軟弱夾層岩質邊坡失穩的理論分析方法；最後，結合典型工程，基於已有研究成果，利用FLAC3D數值模擬方法系統研究多因素和多工況條件下循環爆破擾動誘發含軟弱夾層岩質邊坡動力失穩災變過程。本項目研究可深層次揭示循環爆破擾動誘發含軟弱夾層岩質邊坡失穩災變的複雜機理，研究成果對於含軟弱夾層岩質邊坡動力失穩災害防治具有重要的理論和實際意義。
結題摘要
循環動荷載下軟弱夾層動力回響特性及其誘發複合岩體動力失穩災變的內在機制及其演化過程十分複雜，有待深入探索和進一步研究。 本項目以循環爆破擾動下含軟弱夾層複雜岩質邊坡動力失穩災變為研究對象，將試驗研究、理論分析與數值模擬有機結合，以循環動荷載作用下軟弱夾層土的動力回響為基礎和紐帶，建立循環爆破擾動下含軟弱夾層岩質邊坡動力失穩災變機制研究體系。首先，通過動三軸試驗，探尋循環動荷載作用下軟弱夾層土的強度參數劣化和變形累積演化規律；其次，利用Newmark滑塊位移法建立循環爆破擾動下含軟弱夾層岩質邊坡失穩分析方法；再次，根據軟弱夾層發育特徵，建立含軟弱夾層複合岩體質量分級評價方法；最後，利用FLAC3D數值模擬方法系統研究多因素和多工況條件下含軟弱夾層岩質邊坡穩定性。 研究結果表明：（1）軟弱夾層累積應變規律具有破壞型特徵，隨含水率和黏粒含量增大而增大，隨圍壓增大先減小後增大；動彈性模量隨圍壓增大單調遞增，隨循環周次和含水率增大單調遞減。（2）軟弱夾層的動強度受主要黏土礦物成分和黏粒含量共同影響；動粘聚力與主要黏土礦物成分的工程性質優劣呈正相關；而動內摩擦角隨軟弱夾層黏粒含量的增大單調遞減。（3）基於最大應變法表征損傷量，用低周疲勞損傷演化模型描述軟弱夾層在循環動荷載下的累積損傷機理與特徵是合理的。（4）對於規模相對較小的軟弱夾層（厚度小於10cm），可將其作為折減因素，建立了含軟弱夾層的層狀複合岩體質量分級修正BQ方法。（5）基於強度折減法，利用FLAC3D分析了不同傾角、厚度、含水率、粘粒含量等軟弱夾層發育條件下岩質邊坡穩定性，研究表明對岩質邊坡穩定性影響程度依次為：軟弱夾層的傾角、粘粒含量、含水率和厚度。（6）建立了爆破擾動下含軟弱夾層岩質邊坡的物理模型和滑塊力學模型，通過能量守恆原理給出了多次爆破振動下滑坡的總位移量表達式。 研究成果可為預防循環動荷載擾動作用下含軟弱夾層複雜岩質邊坡動力失穩災害提供科學指導和技術支撐。
