【摘 要】
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滑移-拉裂-剪断“三段式”机制指斜坡变形破坏具有分3阶段发育的特征,即下部沿近水平或缓倾坡外(内)结构面蠕滑、后缘拉裂以及中部锁固段剪断。“三段式”滑坡是我国西部地区的一种典型滑坡地质灾害,给人民生命财产和工程建设造成巨大损失。因此,“三段式”边坡稳定性研究至关重要。边坡失稳是一个包含多种破坏模式的、渐进累计的破坏过程,然而目前大多数边坡稳定性研究只考虑岩土材料的剪切破坏模式,且很少考虑边坡破坏的
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滑移-拉裂-剪断“三段式”机制指斜坡变形破坏具有分3阶段发育的特征,即下部沿近水平或缓倾坡外(内)结构面蠕滑、后缘拉裂以及中部锁固段剪断。“三段式”滑坡是我国西部地区的一种典型滑坡地质灾害,给人民生命财产和工程建设造成巨大损失。因此,“三段式”边坡稳定性研究至关重要。边坡失稳是一个包含多种破坏模式的、渐进累计的破坏过程,然而目前大多数边坡稳定性研究只考虑岩土材料的剪切破坏模式,且很少考虑边坡破坏的渐进性;驱动“三段式”滑坡形成的主要作用是自重应力场,然而前人关于“三段式”滑坡的研究大多数基于静力学分析,很少考虑蠕变。论文针对上述问题进行了系统地研究,主要工作和结论如下:(1)将张拉-剪切应变软化模型与伯格斯模型串联,形成考虑时效特性的应变软化模型Svisc,该模型可用于描述边坡张拉-剪切渐进破坏过程中局部岩土体强度参数不断劣化的现象和自重应力场对坡体的持续作用。(2)基于弹塑性计算的初应力法,研究了一种定量显示边坡张拉-剪切完整滑动面的指标Ics;从失稳判据、折减系数、滑动面显示和折减范围等方面研究一种考虑张拉-剪切渐进破坏的边坡强度折减法,该方法进一步完善了边坡强度折减法理论。采用FLAC3D内嵌的FISH语言编写了破坏区贯通判据与滑动面定量显示指标Ics程序。(3)推导了考虑边坡张拉-剪切渐进破坏的矢量和法滑动趋势与安全系数计算公式;改进了标准遗传算法,并将其应用于边坡最危险滑动面的搜索;从滑动趋势、安全系数和滑动面搜索等方面研究一种考虑张拉-剪切渐进破坏的边坡矢量和法,该方法进一步完善了边坡矢量和法理论。(4)通过建立考虑历史成因和演化过程的査纳斜坡数值模型,基于Svisc模型和考虑张拉-剪切渐进破坏的边坡强度折减法与矢量和法,分析了査纳滑坡形成机制。破坏区渐进扩展云图直观地显示了査纳滑坡的滑移-拉裂-剪断“三段式”发育特征;安全系数与最危险滑动面位置、形态演化规律符合自然河谷高边坡发育的三阶段理论。算例表明Ics指标在实际工程中具有良好的适用性。
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