《鬆散堆積體滑坡與抗滑樁相互作用細觀機理》是依託華中科技大學，由汪華斌擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鬆散堆積體滑坡與抗滑樁相互作用細觀機理
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：汪華斌
- 依託單位：華中科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
考慮到土石混合體非均質和非連續性，研究土石混合體真實力學特性且從細觀力學角度探討鬆散堆積體抗滑樁拱效應的存在條件、形成和發展演化過程，可以為抗滑樁設計與最佳化提供重要的理論基礎，服務於滑坡災害防災減災。本項目擬選取典型鬆散堆積體滑坡抗滑樁治理工程為重點研究對象，結合詳細的野外地質調查和監測資料，科學分析重點堆積層滑坡體變形破壞機制，構建其工程地質力學模型；在系統分析土石混合體結構特徵的基礎上，建立和完善土石混合體中塊石形貌特徵信息庫，實現塊石顆粒幾何形態空間表述；藉助現代影像處理和數值模擬技術，在室內和現場模型實驗的基礎上，開展土石混合體真實力學特性研究；利用三維離散-連續耦合數值分析技術，重點剖析鬆散堆積體滑坡抗滑樁細觀尺度下工作特性，分析塊石結構特徵和空間分布規律對拱存在條件和形態特徵的影響，系統研究抗滑樁拱效應形成和發展演化過程，揭示抗滑樁與鬆散堆積體滑坡相互作用細觀力學機理。
結題摘要
考慮到土石混合體非均質和非連續性，研究土石混合體真實力學特性且從細觀力學角度探討鬆散堆積體抗滑樁拱效應的存在條件、形成和發展演化過程，可以為抗滑樁設計與最佳化提供重要的理論基礎，服務於滑坡災害防災減災。本項目擬選取三峽庫區典型鬆散堆積體滑坡抗滑樁治理工程為重點研究對象，分析了奉節生基包堆積層滑坡體變形破壞機制；在系統分析土石混合體結構特徵的基礎上，並結合岩土體散體材料介質特性的描述，建立和完善砂土顆粒、土石混合體中塊石形貌特徵信息庫，實現了不同類型顆粒幾何形態和空間表述；塊石元局部應變係數為土石混合體代表單元中各介質元細觀微應變與體積平均應變的橋聯繫數，與土石混合體的細觀結構、初始圍壓直接相關。隨著含石率的增大，土石混合體的抗剪強度也隨之增大，塊石元的結構支撐效應越明顯。在散體材料宏細觀參數之間的聯繫方面，材料的峰值抗壓強度直接受控於顆粒的粘結強度和顆粒的摩擦係數，另外顆粒摩擦係數直接影響材料峰後力學特性。在室內試驗和數值模擬散體材料和抗滑樁相互作用機理方面，採用離散元的方法對非連續、非均質介質的土拱效應進行深入的研究，從細觀層面上分析土石混合體自身性質（含石率、塊石分布、塊石形態等）以及樁間距對樁后土拱形成、演化、破壞的力學機制；同時，我們發現：樁位顯著影響樁固邊坡的安全係數，樁充分發揮性能得到最大安全係數的最小嵌岩比為0.12。嵌岩比影響樁的加固性能，嵌岩比增大，樁的撓度顯著減小，彎矩和剪下力也會隨之減小，彎矩與剪下力的峰值位置略高於滑動面位置。對不同模式的模型檢驗表明，嵌岩樁長比大於臨界值時，邊坡安全係數、樁的撓度、彎矩和剪力處於穩態。隨樁距減小，樁的性態類似於連續材料，土拱效應也更為明顯。當樁間距增大時，各樁的承載區增大，其最大彎矩值和剪下力會增加，因此安全係數下降。以上研究結果系統研究了抗滑樁拱效應形成和發展演化過程，揭示了抗滑樁與鬆散堆積體滑坡相互作用宏細觀力學機理。
