鬆散堆積體斜坡穩定性研究

第1章 概述1
1.1土石混合體概念提出1
1.2土石混合體與地質災害2
1.3土石混合體的科學定義4
1.3.1土-石閾值定義5
1.3.2“土”與“石”的強度6
1.3.3含“石”量6

第2章 土石混合體滑坡分類及工程地質結構特徵8
2.1土石混合體滑坡8
2.2土石混合體的基本類型及結構特徵9
2.2.1重力堆積成因9
2.2.2水流堆積成因10
2.2.3冰川堆積成因12
2.2.4風化殘積成因12
2.2.5構造作用成因13
2.2.6人工堆積成因14
2.2.7混合堆積成因14
2.3下咱日堆積體工程地質情況14
2.3.1工程地質背景15
2.3.2樞紐區工程地質特徵22
2.4下咱日堆積體空間分佈及工程地質結構特徵26
2.4.1下咱日堆積體分佈區空間形態特徵26
2.4.2下咱日堆積體工程地質結構31
2.5土石混合體孔隙特徵研究41
2.5.1試驗準備及過程42
2.5.2試驗結果與分析43

第3章 下咱日堆積體成因機制分析53
3.1下咱日堆積體試樣ESR年代測定53
3.1.1ESR年代測定53
3.1.2結果分析53
3.2下咱日堆積體成因模式及河谷演化54
3.2.1間冰期泛洪堆積54
3.2.2河流下切、側向沉積56

第4章 堆積體物理力學性質試驗研究57
4.1研究方法57
4.1.1野外試驗方法57
4.1.2本研究的研究方法58
4.2大尺度水準推剪試驗59
4.2.1試驗步驟及方法60
4.2.2試驗資料處理原理及方法62
4.2.3程式設計實現65
4.2.4下咱日堆積體水準推剪試驗成果66
4.3堆積體大尺度直剪試驗研究69
4.3.1試驗步驟69
4.3.2直剪試驗細微性成分確定72
4.3.3直剪試驗成果72
4.3.4剪切試驗曲線特徵76
4.4土石混合體重塑樣製備及單軸壓縮力學特性82
4.4.1土石混合體試樣製備82
4.4.2土石混合體的壓密特性84
4.4.3單軸壓縮試驗分析86
4.5滲透試驗和現場密度試驗88
4.6土石混合體強度特徵分析91
4.6.1土石混合體剪切強度曲線特徵分析91
4.6.2浸水條件下土石混合體的強度特徵分析92
4.6.3土石混合體抗剪強度與含石量的關係93
4.6.4試驗成果分析94
4.7隨機細觀結構條件下的土石混合體強度特性95
4.7.1土石混合體顆粒流模型建立95
4.7.2SRM隨機細觀結構生成系統程式實現98
4.7.3數值模擬與結果分析99

第5章 土石混合體-基覆面相關力學性質試驗研究109
5.1大型土石混合體-基覆面剪切試驗機的研製109
5.1.1儀器結構組成109
5.1.2傳統儀器缺陷及解決方案112
5.1.3框架構件變形驗證113
5.1.4傳統的直剪試驗誤差分析113
5.1.5儀器試驗驗證121
5.2土石混合體-基覆面剪切試驗研究125
5.2.1土石混合體-基覆面剪切試驗125
5.2.2土石混合體-基覆面粒徑縮尺試驗研究130
5.2.3土石混合體-基覆面往返剪切試驗研究135
5.3土石混合體-基覆面剪切應力-應變關係137
5.3.1Weibull分佈介紹137
5.3.2損傷變數及損傷演化方程140
5.3.3考慮損傷的接觸面剪應力-應變關係方程建立140
5.3.4試驗驗證142
5.4壓縮試驗條件的力學性質及應力-應變關係146
5.4.1壓縮試驗及其力學特性146
5.4.2壓縮試驗條件下應力-應變關係研究148

第6章 土石混合體邊坡穩定性分析152
6.1概述152
6.1.1邊坡穩定性評價方法分類152
6.1.2邊坡穩定性評價方法研究現狀153
6.1.3存在的問題與發展趨勢156
6.2有限元強度折減法157
6.2.1基本原理157
6.2.2岩土材料的屈服準則159
6.2.3算例分析159
6.3庫水位升降作用下邊坡穩定性分析基本原理161
6.3.1庫水位升降對邊坡穩定性的影響161
6.3.2庫水位上升作用下邊坡穩定性分析162
6.3.3庫水位驟降作用下邊坡穩定性分析163
6.4下咱日堆積體二維穩定性分析163
6.4.1有限元模型的建立163
6.4.2結果分析164
6.5下咱日堆積體三維穩定性分析171
6.5.1三維有限元計算模型171
6.5.2三維穩定性分析方法172
6.5.3初始應力場172
6.5.4天然狀態下堆積體三維穩定性分析172
6.5.5庫水位上升過程中堆積體三維穩定性分析173
6.5.6庫水位驟降過程中堆積體三維穩定性分析187
6.5.7地震作用下堆積體三維穩定性分析189
6.6考慮中間主應力影響的穩定性分析190
6.6.1概述190
6.6.2統一強度理論及其公式變換191
6.6.3實例分析193

第7章 土石混合體邊坡失穩模式及預測分析202
7.1下咱日堆積體失穩模式宏觀分析202
7.2下咱日堆積體塌岸預測202
7.2.1卡丘金法塌岸計算公式202
7.2.2下咱日堆積體塌岸預測結果203

結語207

附錄PD209左側壁展示圖208

參考文獻214

張健，南陽師範學院副教授，在博士階段先後參與了國家十一五重大科技支撐計畫兩個二級課題《特大型滑坡的早期識別與空間預測》和《重大滑坡、泥石流災害綜合風險評估技術》研究，曾多次參與對湖北、 四川和雲南地區典型堆積體滑坡野外地質詳細調查，並對該類型滑坡的形成條件和基本特徵、形成機理和長期穩定性進行了詳細分析。工作期間，主持與堆積體滑坡相關的國家自然科學基金專案《堆積體-抗滑樁與堆積體-基岩接觸面剪切力學特性對堆積體滑坡推力分佈形式影響研究》和河南省重點科技攻關項目《典型堆積體滑坡災害預測預警方法研究》。