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二叠系炭质页岩软弱夹层剪切蠕变特性研究 总被引：2，自引：0，他引：2
以西南灰岩山区二叠系炭质页岩软弱夹层为研究对象,开展了原生软岩、层间剪切带和滑带3个演化阶段的矿物组成成分、微结构和不同正应力水平的剪切蠕变力学特性分析。结果表明：软弱夹层在演化过程中,矿物组分发生改变,黏土矿物含量在原生软岩中小于5%,层间剪切带中在5%～10%之间,滑带中大于10%。微结构由致密变得疏松,颗粒间连接力减弱;软弱夹层的蠕变位移和蠕变速率随着剪应力增加而增大,呈非线性关系。在相同剪应力条件下,蠕变位移和蠕变速率的关系为：滑带>层间剪切带>原岩。长期剪切强度逐渐降低,黏聚力的降幅大于内摩擦角,对时间的敏感程度较高。为受软弱夹层控制的层状基岩滑坡的发育发展过程、失稳机制研究提供了重要借鉴意义。 相似文献
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含软弱夹层层状隧道围岩变形机理研究 总被引：3，自引：0，他引：3
堡镇隧道地质条件复杂,局部地段处于高应力区,围岩变形具有变形速度快、变形量大且破坏严重、持续时间长的特征。通过对堡镇隧道左线出口段围岩变形量测资料和掌子面地质素描的比较分析后发现,不论强度高、节理裂隙发育的砂质页岩,还是处于高地应力、强度低、围岩破碎的炭质页岩,掌子面有软弱夹层分布时,其变形破坏程度较相邻段同类围岩严重的多。因此,依据软弱夹层与掌子面围岩的典型组合情况,结合堡镇隧道所揭示的不同围岩室内三轴试验结果,建立了含软弱夹层围岩的力学模型,探讨了含软弱夹层围岩变形破坏的形成演化过程,揭示了高地应力条件下软弱夹层引起围岩变形失稳的机理。 相似文献
3.
降雨条件下顺倾向煤系地层边坡稳定性的影响研究 总被引：2，自引：2，他引：0
煤系地层具有岩层软硬不均,层间胶结较差,风化速度快,遇水易软化,结构易破坏导致强度丧失等特点,特别是夹层中炭质泥岩或页岩具有强度低、易活化、易变性和渗透系数相对较小的特点,这决定了其对整体边坡的稳定性具有控制作用。文章分析了煤系地层边坡饱和、非饱和渗流降雨条件（降雨强度）、土性参数（夹层饱和渗透系数）以及边坡形状尺寸（坡脚、夹层倾角、夹层埋深）等因素对边坡渗流特点及稳定性的影响,发现软弱夹层与上下岩体渗透性差异性对边坡稳定性影响明显;软弱夹层埋置越浅,边坡越易失稳;降雨强度越大,边坡越易沿软弱夹层发生滑坡;并非坡脚越大降雨之后边坡的安全系数降低幅度就大,而是随着夹层倾角的增大,边坡的安全系数逐渐降低,边坡越易沿软弱夹层发生滑坡,这些认识对煤系地层边坡的设计和治理有重要的参考意义。 相似文献
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边坡岩体软弱夹层力学特性试验研究 总被引：5，自引：0，他引：5
采用自制试验装置,进行边坡岩体中的软弱夹层的力学特性试验。分析实测的剪应力-变形曲线发现,该曲线有明显的比例极限、屈服点和峰值点,表明在试件受力变形初期,剪切力-变形近似呈线性关系,剪切刚度为常量;随法向应力的增大,峰值剪应力呈线性增长,达到峰值强度之后,随剪切变形增大,抗剪强度变化不大,残余强度近似等于峰值强度,表明试样发生剪切破坏,其破坏类型呈“塑性”破坏型。软弱夹层的剪切变形可分为3个阶段,各个阶段的强度参数不同,对边坡工程来说,为保证其有足够的安全系数,建议软弱夹层强度参数取低值。根据试验结果得到的法向应力-压缩位移关系曲线近似呈双曲线型,当法向相对位移小于3.4 mm时与理论结果更为接近。 相似文献
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张家明 《地质灾害与环境保护》2020,(1):104-112
软弱夹层是控制岩体稳定性的重要薄层,研究软弱夹层的工程地质特征具有重要的科学意义和实际工程意义。在收集整理国内外相关资料的基础上,首先从定义和分类、形成机制和影响因素、分布特征和规律、工程地质特性和力学特性5个方面对国内软弱夹层和泥化夹层的研究进行总结和概述,然后分析当前研究存在的不足之处,讨论软弱夹层与泥化夹层的区别与联系。研究表明,与原生软弱夹层相比,泥化夹层更薄,工程地质性质更差。最后提出下一步重点研究方向:软弱夹层的泥化演化过程及泥化夹层的演化趋势;软弱夹层的三维空间分布及可视化;软弱夹层的剪切蠕变理论模型,细观损伤破坏动态演变规律,应力松弛特性和动力学特性;软弱夹层与围岩间的接触面及组合岩体的力学特性。 相似文献
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万州侏罗纪红层软弱夹层特征 总被引：9，自引：0，他引：9
在万州侏罗纪红层中,连续分布多层产状稳定、厚度较大的软弱夹层。经X射线衍射分析、红外光谱分析及扫描电镜观察：软弱夹层主要矿物成分为蒙脱石、长石、α-石英、伊利石、绿泥石等;其微观结构以片状结构为主,微裂隙和微孔隙发育,有少量网格结构,局部可见粘土矿物定向排列。野外调研表明：软弱夹层曾经受较强的构造挤压作用,部分已发生层间剪切破坏,从而导致剪切强度降低。对软弱夹层的物理力学性质进行试验研究可知：软弱夹层为中等膨胀性土;且一旦遇水饱和,其剪切强度将大幅度下降。这些特征说明,在特定的条件下,软弱夹层容易成为基岩滑坡的滑动面。 相似文献
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贵州清镇林歹铝土矿顶、底板特征及其对铝土矿成矿的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
清镇林歹铝土矿赋矿层位为下石炭统九架炉组,含矿层序具有典型的炭质页岩—铝土矿—铁质岩结构。本研究以铝土矿层顶、底板为主要研究对象,围绕林歹铝土矿顶板炭质页岩、底板喀斯特面及紫红色泥岩开展野外调查、地球化学分析测试、古生物化石鉴定等研究,结果发现在铝土矿顶部的炭质页岩中含大量的黄铁矿、丰富的植物和动物化石,植物化石主要为芦木、裸蕨类,由化石组合确定铝土矿形成时代为早石炭世。在炭质页岩中发现含腕足、腹足化石的白云岩夹层,证明炭质页岩形成于滨岸近海环境,由此推测铝土矿也形成近海湖泊环境。对含大量黄铁矿炭质页岩进行蒸馏水浸泡试验,发现炭质页岩浸泡液体pH值为1.5~2,呈现出强酸性,结合清镇林歹、小山坝等地铝土矿层与炭质页岩叠覆特征,认为铝土矿形成后,上覆炭质页岩在大气淡水淋滤下会对下伏铝土矿层起脱硅除铁作用,使铝土矿品位进一步提高。在铝土矿底板发现强风化白云岩砂、溶蚀裂隙、钙结层、湖泊沉积纹层等,认为寒武系白云岩中紫红色泥岩夹层很可能是铝土矿成矿母岩,且具有一定的找矿指示意义。 相似文献
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含软弱夹层岩质边坡在自然环境和工程实践中都比较常见，稳定性差，边坡失稳产生了大量的滑坡灾害，造成大量人员伤亡和经济损失。因此，含软弱夹层岩质边坡稳定性研究一直是工程地质和岩土工程领域的研究重点之一。在收集整理国内外相关资料的基础上，从自重工况、开挖工况、暴雨和蓄水工况、地震工况方面总结了目前含软弱夹层岩质边坡稳定性的研究现状及进展，取得如下主要认识:(1)软弱夹层对岩质边坡稳定性有显著不利影响，含软弱夹层岩质边坡的稳定性比均质岩质边坡、不含软弱夹层的层状岩质边坡都差；(2)含软弱夹层岩质边坡的稳定性系数、变形特征和破坏模式与软弱夹层的含水状态、抗剪强度、倾角、厚度、间距、层数和边坡坡度有关；(3)开挖容易诱发坡体沿软弱夹层滑坡，含软弱夹层岩质边坡开挖后需要及时支护；(4)爆破层裂效应改变了软弱夹层与围岩的接触状态，减小了它们之间的凝聚力和摩擦力，导致边坡稳定性降低；(5)暴雨和蓄水都不利于含软弱夹层岩质边坡稳定；(6)岩质边坡地震动力响应和变形破坏特征受软弱夹层参数(厚度、倾角、含水状态)、地震波特性(地震波的类型、幅值、频率、激振方向)和边坡结构(顺层或反倾)共同影响；(7)在软弱夹层对水平向动力响应的放大或减弱作用及厚层软弱夹层的消能减震作用方面仍然存在不同观点。在此基础上，分析了研究方法的优缺点，指出当前含软弱夹层岩质边坡稳定性研究存在的问题。最后，针对该领域的研究现状，提出了未来的研究重点和方向，主要包括:含多层软弱夹层岩质边坡的渐进性变形破坏过程和稳定性；全面深入研究单因素作用(开挖卸荷、爆破、地震、暴雨、库水位变化、地下水等)对含软弱夹层岩质边坡稳定性的影响机制；多因素耦合作用下含软弱夹层岩质边坡稳定性；支挡结构体系对含多层软弱夹层高陡岩质边坡的加固机制。 相似文献
10.
链子崖危岩体软弱夹层的蠕变性质研究 总被引：7，自引：1，他引：7
对链子崖危岩体软弱夹层的室内剪切流变试验进行了综述，作出了蠕变的位移一时间曲线，并对曲线进行了适当的变换处理，求得软弱夹层的长期强度。进而根据蠕变曲线的特征，以Burgers模型和Kelvin－Voigt模型分别描述了当剪应力大于或小于长期强度时的两种蠕变曲线，并简述了上述工作的实际工程意义。 相似文献
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岩体结构面剪切流变试验及模型参数反演分析 总被引：7，自引：1，他引：6
针对锦屏二级水电站地下洞室群围岩富含节理的实际情况,采用弱面直剪流变仪对组成隧洞围岩的主要岩样（板岩、大理岩）进行了含软弱夹层岩石的剪切流变试验,得出岩石夹层的剪应力-剪切位移时程曲线。通过对岩石夹层试验结果的分析,得出了岩石的长期强度参数,与快剪试验获得抗剪强度参数相比较发现长期抗剪强度参数有所降低,且凝聚力对剪切流变特性的影响略高于内摩擦系数。最后通过对6种模型的拟合分析,得出了适合岩石夹层的标准线性体流变模型,在此基础上通过反演分析得到了岩石夹层标准线性体黏弹-塑性剪切流变模型,并反演了该模型的参数。 相似文献
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葛洲坝工程基岩稳定性的试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
本文综述了我所71～78年来为葛洲坝水利枢纽第一期工程进行的基岩稳定性研究工作,其中包括,地应力对基坑岩体稳定性的影响,粘土岩软弱夹层,特别是泥化夹层的长期稳定性和长期强度。通过地应力实测,证实了即使在褶皱轻微、地形平缓的红色岩层中仍可能有较大的构造应力存在,它的局部释放会直接影响岩体稳定。并且有力地说明了构造运动作用是粘土岩泥化的主要原因之一。根据对粘土岩的物理化学和力学性质以及物质结构特性的研究,指出了在外力作用下,当其亚微观结构或微观结构受到破坏时,因粘土颗粒大量吸水膨胀而可能产生泥化。根据现场和室内的剪切蠕变和室内的剪切松弛以及扭转蠕变试验结果,指出了粘土质粉砂岩、砂岩、粘土岩软弱夹层均具有显著的流变特性,提出了确定长期强度的方法。 相似文献
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软弱破碎围岩隧道炭质页岩蠕变特性试验研究 总被引：3，自引：0，他引：3
采集贵广铁路天平山隧道典型软弱破碎围岩岩样,在室内开展三轴常规压缩和三轴压缩蠕变试验。基于岩石试验成果,分析炭质页岩的蠕变力学特性,低应力水平条件下岩石仅出现减速蠕变和等速蠕变阶段,在更高的应力水平条件下,岩石并未出现加速蠕变的现象,但围压在一定程度上提高岩石的屈服强度,弹性模量亦有随着围压增加而增大的趋势。据此,建立依托工程炭质页岩蠕变全过程的黏弹塑性应变软化蠕变力学模型,推导该蠕变力学模型在三维应力状态下的本构方程,并确定模型的参数,运用最小二乘法对模型的参数进行辨识。通过与试验曲线对比显示,所建蠕变模型能够描述依托工程炭质页岩的蠕变力学特征,可以用来研究该隧道软弱破碎围岩的蠕变性质和稳定性。 相似文献
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软弱结构面的蠕变特性是岩体重要力学特性之一,其蠕变特性常控制着岩体的蠕变变形和长期强度。软弱结构面中充填物的含水率是影响其蠕变特性的重要因素之一,通过开展不同含水率砂岩软弱结构面剪切蠕变试验,得到了具不同含水率的砂岩软弱结构面剪切蠕变试验曲线。基于得到的剪切蠕变试验曲线,分析了含水率对软弱结构面剪切蠕变特性及长期抗剪强度的影响规律。最后通过模型辨识,采用改进的粘弹塑性模型来描述考虑含水率变化的砂岩软弱结构面蠕变特性。 相似文献
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周兴志 《水文地质工程地质》1979,(3)
坝基岩体中的软弱夹层,是水利水电建设中经常遇到的重大工程地质问题。它不仅关系大坝的安全,也常常影响设计方案,工程投资和施工工期。因此,对它的研究日益被人们所重视。目前习惯所说的软弱夹层,是指层状岩石中,泥质(或性质相似的炭质等类物质)含量高、岩性软弱、力学强度低、相对上下岩层性状有显著差别、易于引起地基的浅层或深层滑动、需采取相应工程措施的薄夹层。软弱夹层在不同地质时代的各种层状岩石中均可出现。 相似文献
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煤矿井巷软弱夹层的变形机理初探 总被引：2，自引：0，他引：2
通过对准北诸多煤矿巷道中的软弱夹层的现场观察和室内试验,认为煤矿井巷中软弱夹层的工程特性表现为厚度小,分带性明显,强度低,而夹层矿物成分的不同对巷道工程的危害性差别不大。软弱夹层的变形破坏与其本身的工程特性、地下水的参与、地应力状态的改变密切相关。软弱夹层对巷道锚喷支护十分不利。 相似文献
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对边坡岩体软弱夹层进行现场剪切试验,根据试验结果对软弱夹层的剪切变形本构关系进行了分析。常用的剪切变形本构模型有双曲线模型和指数模型,但试验结果表明,这两种模型计算得到的一定剪切变形下的剪应力比实际结果偏小。通过对两种模型的研究发现,由双曲线模型和指数模型得到的剪切刚度Ks分别为剪应力的2次和1次函数,且均为剪应力的一元函数,不能准确地反映软弱夹层的剪切变形本构关系。在此分析基础上,建立了剪切刚度-剪应力的幂函数模型,幂函数模型的精确性在于刚度指数n值的确定,n值可根据试验结果采用回归分析法获得。根据试验结果建立了不同法向应力下的软弱夹层剪切变形的幂函数模型。计算结果表明,幂函数模型与实际情况更为接近,表明用幂函数模型描述软弱夹层的剪切应力-位移关系是合理的。 相似文献
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沉积型软弱夹层成因分类及强度特征 总被引：6，自引：0，他引：6
研究区为一沉积岩覆盖区。由于区内软弱夹层分布广泛，构成了影响坝肩、坝基抗滑稳定性的王要工程地质问题之一。文章从软弱夹层的成因入手，认为区内特定的沉积环境和构造运动是夹层形成的基础，确定了夹层的成因类型；根据夹层分布、夹泥粒度组成，依据工程分类方法，将坝区夹层分为3种不同类型：粘泥型(Ⅰ1类)，泥含粉粒碎屑型(Ⅰ2类)及碎屑夹泥型(Ⅱ类)；分析了区内夹层夹泥的物理性质及表征区内夹层物理性质指标；通过分析软弱夹层强度特征与其物理性质的关系，确定了能够表征夹层强度特征的物理性状指标W／Wp；在软弱夹层工程分类基础上，研究各类夹层的强度特征，表明综合物理性状指标W／Wp与强度指标之间具有较好的相关性，确定了不同类型夹层的W／Wp和强度指标的相关关系式。在上述相关关系式基础上，结合坝区内控制性夹层的物理指标，给定了其强度建议值。文章这种“成因-物理性质-强度特征”的研究方法及以此确定的不同类型软弱夹层物理性状指标和强度指标间的相关关系，为沉积型软弱夹层的强度取值提供了一条捷径，对其它类型软弱夹层的强度取值也具一定的参考价值。 相似文献
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《岩土力学》2016,(1):133-139
基于相似性理论,设计并完成了2个含不同厚度水平软弱夹层的岩质斜坡。试验模型高度、长度、宽度分别为1.80、1.65、1.50 m,坡角约60°,软弱夹层厚分别为3、15 cm。输入不同类型、激励方向、频率和振幅的地震波,利用大型振动台试验中传感器记录的数据和正交试验,研究了斜坡的加速度响应特征及其影响因素。试验结果表明:斜坡动力加速度放大系数分布存在明显的坡内高程效应和坡面的非线性趋表效应。斜坡水平向坡面放大系数随斜坡高程增加呈波动性增大,薄夹层斜坡中、上部表现更为明显。竖直向坡面放大系数因软弱夹层厚度而异,薄夹层斜坡局部减小后增大,最大放大值出现在坡肩位置,而厚夹层斜坡最大放大值出现在软弱夹层底部。同等强度地震力激励下,坡内竖直向放大系数不及水平向,约为0.75倍。坡面上,水平和竖直向放大系数的相对大小与高程有关。软弱夹层以下,竖向放大系数大于水平向,夹层以上则相反。软弱夹层对斜坡动力响应的影响也因激励方向不同而有所区别,对水平向动力响应有一定的放大作用,而对竖直向动力响应则是吸收减弱。斜坡动力响应所选因素的影响大小顺序依次为斜坡高程、坡体位置、软弱夹层厚度、激励振幅、加载波形、激励方向,其中斜坡高程、坡体位置以及软弱夹层厚度对斜坡动力响应具有显著性影响。 相似文献
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软弱夹层几何参数对试样力学行为影响颗粒元模拟研究 总被引：2，自引：0，他引：2
基于离散元理论的颗粒元程序,采用颗粒接触连接模型和滑动模型,建立了含软弱夹层试样的颗粒元模型。通过数值模型实验,对不同软弱夹层几何参数试样进行加载模拟,探讨了不同夹层厚度及不同倾角条件下试样的破坏过程和破坏形式,并分析其对试样强度的影响。模拟结果表明,裂隙首先产生于软弱夹层处,随着荷载的增加,再逐渐扩展,呈现渐进性破坏特征;夹层越厚,倾角越大,试样沿软弱夹层呈现较强的滑动特征,如果夹层薄且缓,软弱夹层成为试样破坏的非控制因素;软弱夹层厚度和夹角对试样的峰值强度都有影响,随软弱夹层厚度和夹角的增大,试样的峰值强度降低。 相似文献