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《岩土力学》2021,(2)
基于岩石摩擦滑动变形场的非均匀特征,开展岩石蠕滑和黏滑两种形式的摩擦滑动规律研究。采用双面摩擦模型实验方法,以数字散斑相关方法作为观测手段,分别研究了岩石蠕滑和黏滑变形过程中围岩位移场等值线、变形场非均匀统计指标、变形能密度与滑动面滑动速度演化及规律。结果表明:围岩位移场等值线分布能较好的反映滑动面阻滑特征,其中强阻滑区域的位移等值线呈弧状且分布较稀疏,弱阻滑区域的位移场等值线呈平行状且分布较密集;岩石蠕滑过程中,非均匀统计指标呈现波动增长特征,岩石黏滑过程中,非均匀统计指标呈现出突变跳跃特征。岩石蠕滑过程中不同区域的滑动速度均呈加速与减速滑动的交替状态,滑动面上各点滑动趋势不同;岩石黏滑过程中不同区域的滑动速度均出现突变。岩石蠕滑过程中不同区域上的变形能密度均处于积累与释放的波动状态,岩石黏滑过程中不同区域变形能密度产生突变。 相似文献
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进行岩石摩擦滑动变形演化过程的声发射特征试验研究。以数字散斑相关方法和声发射系统为试验监测手段,采用双面剪切模型试验方法,开展界面摩擦滑动速率与声发射振铃计数、界面摩擦滑动位移与声发射累计能量、试件变形能密度与声发射b值的对应关系研究。结果表明：（1）声发射振铃计数演化受岩石界面摩擦滑动速率影响,界面摩擦滑动速率的突变与声发射振铃计数激增有较好对应关系;（2）界面摩擦滑动位移与摩擦滑动过程中声发射累计能量演化趋势具有较好的对应关系,可以利用声发射累计能量对岩石摩擦滑动位移的变化趋势进行定性判断;（3）通过声发射b值演化分析可以得出,在剪应力缓慢增长阶段,界面摩擦滑动以随机分布的小尺度微破裂为主;在剪应力线性增长阶段后期,界面摩擦滑动以锁固段的大尺度微破裂为主;在剪应力波动增长阶段,岩石摩擦滑动失稳既可能是由小尺度微破裂为主引发的状态转化,又可能是由以锁固段大尺度微破裂为主引发的稳定状态转换。 相似文献
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大型深层蠕滑型滑坡在青藏高原怒江、澜沧江、金沙江、岷江等地形地貌和地质构造复杂区极为发育,具有规模大、滑带深、渐进变形破坏显著等特点,按照滑坡空间结构主要有后缘洼地蠕滑型、顺层基岩蠕滑型和厚层松散堆积物蠕滑型等3种类型,往往表现为长期蠕滑-间歇性复活-整体滑动.通过梳理大型深层蠕滑型滑坡稳定性影响因素、滑带土工程地质力学性质、地下水渗流场特征与降雨诱发滑坡滞后性以及渐进变形破坏机制和动态稳定性等4个方面的研究进展,提出了3个关键科学问题与4个主要研究方向.建议加强深层滑带土在渗流场-应力场等多场耦合作用下的工程地质力学特性研究、加强剖析滑坡岩土体的非均质渗透特性及地下水分布特征分析,研究不同雨强和历时条件下降雨有效入渗机理,研究大型深层蠕滑型滑坡的降水入渗响应过程和降水诱发滑坡变形的滞后性,提出基于渐进变形破坏的滑坡动态稳定性评价方法,为地质灾害早期判识和综合防范提供理论依据. 相似文献
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以白光数字散斑相关方法作为试验观测手段,通过单轴压缩试验对一种红砂岩变形破坏全过程的变形场和能量演化特征进行研究。利用CCD(charge-coupled device)相机记录试验加载全过程的试件表面散斑场图像,采用数字散斑相关方法对试验图像进行分析,计算得到了岩石变形破坏过程中试件表面变形场、变形局部化区域的位移错动量值和试件表面变形能密度量值,并对变形局部化带的位移演化和变形能量演化特征进行分析。从试验结果分析得出：岩石试件变形局部化带的位移演化在加载峰值前基本上保持线性演化规律,而其位移错动加速与加载峰值点相对应,岩石试件加载峰值后阶段的承载力变化主要受变形局部化带的位移演化影响;岩石试件在加载过程中的能量释放和能量积累规律与局部化带的演化有关,体现出局部能量释放和整体能量释放两种形式。 相似文献
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位于四川茂县南新镇的周场坪滑坡是一大型古滑坡,曾于1982年发生大规模快速复活,目前滑体半堰塞岷江。野外地质调查表明,周场坪滑坡在平面上呈不规则长舌形,长约850 m,滑体前后缘高差约350 m;在剖面上发育3级滑动,钻探揭露滑带埋深以50~70 m为主,推测潜在失稳滑坡体积为1 500×10 4~2 000×10 4 m 3。周场坪滑坡在平面上分为4个变形区,在滑体中后部和前缘坡脚发育大量拉裂缝与下错陡坎,拉裂缝宽度以0.2~3.0 m为主,陡坎下错高度2~10 m。在野外调查和钻探分析的基础上,对该滑坡开展了地表位移(GNSS)、深部蠕滑变形(钻孔测斜仪)和雨量等监测。监测分析表明,目前周场坪滑坡后缘变形速率达0.80 m/a,中部和前缘分别为0.69 m/a和0.51 m/a,呈推移式滑动变形,整体向NW310°方向滑动;地表位移速率在监测期内基本在1~3 mm/d之间波动,波动主要受降雨量影响,且略滞后于降雨量;滑移加速度基本在0~6 mm/d 2范围波动。ZK2钻孔测斜仪监测数据表明,滑坡在80 m深度内主要沿2层滑带蠕滑,其中浅层滑带埋深在22 m左右,深层滑带埋深在46 m左右,滑移速率在0~5 mm/d范围波动。综合研究认为,周场坪滑坡目前处于缓慢变形的深层蠕滑中,其变形速率受降雨和河流侵蚀等因素的影响,在极端内、外动力条件下,可能会加速滑动,并再次整体复活,造成堵塞岷江等危害。 相似文献
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岩石的赋存环境及结构特征决定了岩石的强度准则,从而影响围岩的力学特征与变形特性。依托云南某矿山深部接替工程,以岩石强度准则为基础,分析围岩力学及变形特性,对巷道合理二次支护时机进行研究,以降低深部巷道高地应力环境下围岩呈现出的明显流变性能对巷道支护效果的影响。结果表明:以偏差绝对值之和为目标得出广义H-B准则平均拟合偏差mf最小;对摆佐组围岩进行力学及变形特性分析,最大塑性区半径及范围、最大巷道周边位移随围岩应力的增加近似呈线性增加,且随支护阻力增大逐渐减小;原岩应力大于36 MPa时,围岩流变现象显著,围岩应力增至51 MPa时,随支护阻力增加,巷道周边位移降低明显,但收敛变缓;引入蠕变损伤变量,以稳定蠕变速率为判据,得出当前巷道围岩应力41.5 MPa下巷道合理二次支护时机为开挖后133 h。 相似文献
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韩文心 《中国地质灾害与防治学报》2007,18(3):97-101
枇杷坪古滑坡位于重庆市万州区东缘,是三峡库区重点勘察的滑坡之一。近年来滑体部分地区出现蠕滑变形,存在局部复活的可能。枇杷坪古滑坡及移民房屋稳定性监测预警系统始建于2004年初,主要监测手段为GPS及精密水准测量。2a多的监测成果表明,枇杷坪古滑坡局部出现较大的顺坡向位移变形及不均匀沉降。滑体出现蠕滑变形的主要原因:①库水位的升高使地下水位升高;②频繁的人类工程活动。文章依据监测成果,运用Winsurf软件绘制出滑体水平形变场及垂直形变场,综合分析位移监测信息,并运用Mapinfo地理信息系统平台,依据滑体的形变场,试勾描出枇杷坪的强变形区域,该区域对应在滑体中段的中前部,区域内监测点均一致朝向长江方向滑移及倾斜。文章拟通过滑坡变形区的划分,探讨滑体的稳定性区划、变形特征及发展趋势。 相似文献
8.
《岩土力学》2017,(10)
开展不同加载速率条件下岩石变形场演化特征的试验研究,对岩石安全施工及岩石工程灾害预测预警等具有重要意义。通过不同加载速率下红砂岩单轴压缩试验,在以数字散斑相关方法分析试件变形场的基础上,对加载速率与岩石变形局部化演化特征、泊松比变化及能量积累和释放特征的对应关系进行分析。结果表明:随着加载速率的增加,岩石试件的峰值强度及脆性呈增加趋势。加载速率越大岩石试件的变形局部化启动应力越接近强度峰值,且变形局部化启动时对应的应力量值总体上呈增加的趋势。在不同量级加载速率下岩石试件泊松比量值差别明显,总体趋势表现为:在岩石试件变形局部化启动前,随着加载速率增加,岩石试件泊松比减小;在岩石试件变形局部化阶段,随着加载速率增加,岩石试件泊松比增大。在能量积累阶段,岩石试件最大变形能密度随加载速率增加而增大;在能量释放过程中,岩石试件能量释放速率随着加载速率增加而增大。 相似文献
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库水涨落常诱发库岸滑坡变形破坏。为了研究库岸滑坡的变形特征及变形机理,以大渡河瀑布沟水电站红岩子滑坡为对象,通过详细的地表宏观变形调查和对监测数据的深入分析,结合GeoStudio数值模拟,深入研究了该滑坡的变形特征、渗流场、稳定性及库水对滑坡的作用机理。结果表明：红岩子滑坡地表宏观变形显著,累计位移曲线呈“阶跃”式特征,库水下降是滑坡变形的主要诱发因素;库水位由850 m高水位集中下降至830 m以下时,位移阶跃启动,“阶跃”段的累计变形量占全年总变形量的90%以上,当库水位下降速率大于0.5 m/d时,滑坡加速变形;滑坡变形模式为蠕滑-拉裂,库水升降导致滑体内部渗透力的变化,对滑坡稳定性影响很大,引发滑坡“阶跃”变形。 相似文献
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通过三点弯曲试验，利用CCD相机作为观测手段，采用数字散斑相关方法，对一种细砂岩组成的层状复合岩石试件进行试验研究，分析层状复合岩石变形破坏全过程接触面力学特征。结果表明：(1)随着荷载的施加，上下层试件表面的水平应变场呈现竖向分布的拉压应变区交替出现的现象，这种现象在层间接触面附近尤为明显；(2)层间滑动位移整体呈波动状态分布，随着荷载的增加，层间滑动位移值逐步增大，最大滑移值为0.174mm;(3)接触面水平应力值受层间接触条件影响呈波动变化状态，层间竖向应力曲线呈V形分布；(4)加载过程中层间摩擦系数不断变化，在滑动初期阶段，摩擦系数从3.5降低至0.2，在稳定滑动阶段，摩擦系数则保持为0.15;(5)上下层面变形能密度曲线变化趋势基本相同，在荷载峰值时刻，接触面变形能密度达到最大值4.2 J/m3。上述研究成果可为远程岩层界面DIC监测和岩层滑动研究取值提供有益的参考。 相似文献
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使用CCD相机搭建实验图像数据采集系统,采用花岗岩模拟坚硬顶底板、红砂岩模拟软岩层组合成岩层结构,近似还原顶板来压过程中软岩层的变形破坏过程,研究帮部"弹性核"对冲击地压至灾的影响机制。研究结果表明:(1)上覆顶板来压时,可将软岩层划分为塑性破坏区、弹性承压区、原岩应力区,弹性承压区易形成较大的弹性核。(2)软岩层变形能在弹性承压区大幅度积累,其积累过程是波动式上升的;在峰值荷载前,变形能积累和释放的频率加快;达到峰值荷载时,弹性承压区变形能存在明显的释放过程。(3)冲击地压发生时,塑性破坏区冲击并反作用于临近岩体使其短暂收缩。(4)冲击地压是一个渐进性的过程;一方面,由于水平约束的消失,弹性承压区的受力状态由水平方向受约束的压缩状转入单轴压缩态,导致其承载能力减弱;另一方面,承载区面积快速减小,导致软岩层承压区域承担的竖向荷载突增;两者共同作用导致冲击地压出现渐进性的冲击和破坏。 相似文献
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断裂蠕滑可以连续释放部分构造应力,但仍可能造成重大的地质灾害,甚至具有发生大地震的可能性。断层岩是断裂作用中的直接产物,其物质组成和内部构造可为揭示断裂带滑移机制提供关键信息。2008年Mw 7.9汶川地震中破裂的龙门山灌县-安县断裂带具有蠕滑性质,是探究大陆内部蠕滑断裂滑移机制的最佳案例。本文以龙门山灌县-安县断裂带地表探槽和深部钻孔的断层岩为研究对象,通过碎屑统计、X射线粉末衍射矿物分析、光学显微镜和扫描电镜观测,结果显示该断裂带断层泥碎屑含量和颗粒大小均小于断层角砾岩,其粘土矿物含量高达50%以上,且断层岩中普遍发育粘土-碎屑组构以及拖尾构造、似S-C组构等多种压溶构造。综合分析发现压溶作用、低摩擦系数物质以及颗粒滑移对灌县-安县断裂带的蠕滑变形都发挥着重要作用,并且三者相辅相成,因此认为灌县-安县断裂带的蠕滑过程主要是压溶作用和摩擦-颗粒滑移机制共同作用,该认识可更好地了解地震周期并为区域防震减灾提供科学依据。 相似文献
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巴东组岩石能量耗散规律的实验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
岩石变形和破坏可以看作能量耗散和释放的过程,基于巴东县城西壤坡库岸巴东组岩石压缩实验数据,利用岩石能量学分析理论,分析了巴东组岩石能量的耗散规律,并探讨了巴东组岩石的破坏模式和库岸斜坡失稳机制。结果表明:(1)压缩试验得到了4类破坏模式,其中楔形剪-张破坏模式的平均能耗最大、沿弱面剪切破坏的能耗最小; (2)峰值前外荷输入能(E1)、峰值前岩块损伤能(ED)及单位长度裂纹耗能率均表明,巴东组岩石在垂向上硬度不均。在构造作用下,岩体内部广泛发育顺层滑脱带; (3)硬度高的岩石常表现为脆性破坏,破裂时能量耗散速度快。硬质岩斜坡在破坏前所集聚的弹性能,远大于破坏时所需的破裂能,易发生剧烈滑动; (4)在矿物成分变化处,巴东组岩石能量分析的各项指标表现出明显的波动,灰质高的岩石强度相对于黏土质高者的强度大。研究成果对于解释巴东组岩石强度特征和巴东城区内滑坡的失稳模式具有参考意义。 相似文献
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循环加卸载下花岗岩非均匀变形演化的声发射特征试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为了研究岩石材料在循环加卸载过程中的声发射特征与非均匀变形的对应关系,开展了花岗岩试件单轴循环加卸载试验。利用声发射系统和CCD相机分别对试样变形破坏过程中的声发射信号和试件表面的变形图像进行采集,结合数字散斑相关方法,对试件非均匀变形演化过程中的声发射特性进行研究。研究结果发现：每次循环加载过程中,非均匀变形的最小点皆与应力卸载的最低点相对应。而自局部化带启动后,每次循环加载过程中的非均匀变形的最大点滞后于循环加载应力的顶点。非均匀变形演化与声发射信号存在较好的对应关系,循环加载过程中非均匀变形的首次转折增大点对应声发射信号增加的起点,非均匀变形的最大点对应声发射信号平静期的起点。随循环次数增加,非均匀变形程度与Felicity比呈负相关关系,即非均匀变形越大,损伤程度越大,Felicity比越小。 相似文献
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近年来,利用断层产物以及其中的颗粒来研究断层或地震带的能量耗散与释放,已引起大家的重视.在围压分别为30 kPa、60 kPa、100 kPa、200 kPa、400 kPa和600 kPa的条件下,采用直径为0.6~0.8 mm的玻璃珠以0.02 mm/min的轴向应变速率进行干燥、松散细颗粒材料的固结不排水三轴压缩试验.为了减少轴向应变过大时主应力轴旋转产生的误差及其对做功的影响,试验只分析加载后轴向应变为10%时试样变形破坏过程中的能量耗散与能量释放特性.试验结果表明:随着围压的增大,主震频率减小、偏应力降幅增大,但偏应力降幅与最大偏应力的比值逐渐趋于稳定.粘滑运动过程中,在偏应力骤降瞬间,声发射强烈、试样体积收缩,说明能量控制着试样的变形与破坏特征,耗散结构能量越大,系统发生滑动的频率越小.粘滑运动过程可以表示为能量耗散与能量突然释放.最后,从热力学的角度分析滑动过程的3个阶段,得出粘滑运动为不可逆耗散能与可释放应变能共同作用的结果. 相似文献
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Understanding the fundamental issues related with the effect of shear velocity on frictional characteristics at the interface
of rock surfaces is an important issue. In this paper, strain-rate dependence on friction is investigated in relation to sliding
behaviour under normal load. The phenomenon of stick-slip of granite and shaly sandstone with a tribometer at constant rate
of strain under normal loads was observed. 相似文献
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岳西县自然斜坡在地球内、外动力共同作用下,容易变形并遭到破坏,造成人员伤亡和财产损失,严重制约了当地的经济发展。通过系统的工程地质调查和浅表生改造理论分析,查明了岳西县斜坡变形破坏特征及其成因,并探讨了其演化模式。结果表明,岳西县不同岩组的抗风化能力和力学特性存在差异,斜坡发生地质灾害的机理也不相同。根据斜坡结构特征,岳西县滑坡分为全风化层滑坡、强风化层滑坡和顺层岩质滑坡: 全风化层滑坡的滑面位于全风化层中或全风化层与强风化层的分界线处; 强风化层滑坡的滑面主要发育于强风化层与中风化层的分界线处; 顺层岩质滑坡主要发育于片麻岩发育的顺向坡中。根据变形破坏方式,岳西县崩塌可分为滑移式崩塌、倾倒式崩塌和坠落式崩塌: 滑移式崩塌主要由一组缓倾坡外结构面和另一组陡倾(坡外或者坡内)结构面控制; 倾倒式崩塌主要由一组陡倾坡内结构面和另一组近水平发育的结构面控制; 坠落式崩塌主要由一组结构面陡倾或近直立发育的结构面控制。岳西县滑坡多发育于风化壳厚度较大、岩体较松散、结构面强度低的地区; 崩塌多发育于斜坡高陡、岩质风化程度低、结构面发育的地区。研究成果对岳西县乃至整个大别山地区地质灾害的研究及防治工作具有一定的借鉴意义。 相似文献
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为分析桩后土拱在滑动过程中的动态演化过程,设计了一种新型的土体相对变形监测系统,开展了物理模型试验和滑体强度参数分析试验,基于试验监测数据,引入了两个无量纲参数表征滑体相对变形程度和不均匀变形程度。试验结果表明：（1）基于桩后土拱变形与传递侧向力曲线特征,土拱演化可分为弹性形成阶段、塑性发展阶段和破坏阶段3个阶段。在破坏阶段观察到显著的三维破坏特征,在水平面上,土拱表现出成层的拱圈挤出破坏;在竖直面上,表现出中下部的滑体土率先开裂并塌落,然后在顶部出现悬链形状的裂缝。（2）随相对变形变化,桩后滑体强度参数在滑动过程中是处于一个动态的强化过程,就强化程度而言,黏聚力较内摩擦角更敏感。（3）前期相对靠后的滑体的相对变形程度与参数强化程度分别高于相对靠前的滑体和桩间滑体,因此,桩周滑体裂缝在向后发展过程中逐渐向桩间中心线发生偏转,在裂缝贯通后形成稳定支撑的拱形结构。 相似文献