岩溶发育带岩体强度特征研究

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我国西南岩溶山区是特大崩滑灾害的高发区,这里构造断裂纵横,岩性变化剧烈,溶蚀裂隙、落水洞、溶洞、地下河等岩溶地貌极为发育,其存在对岩质滑坡的失稳模式和稳定性预测构成很大的隐蔽性,造成地质灾害预判失误。本论文以鸡尾山滑坡这一岩溶发育山区滑坡为例,在地质环境条件调查基础上,结合前人的研究,对鸡尾山滑坡的滑动成因机制进行总结分析;通过对鸡尾山滑坡侧翼以及前缘岩溶发育区的岩体强度特性的数值模拟,揭示岩溶发育情况下,岩体强度变化特征,并对鸡尾山滑坡的稳定性评价做深入研究,主要研究内容与成果包括如下:1、通过现场调查以及收集相关资料,分析总结出鸡尾山滑坡的发生与有利于灾害发生的地质结构和采矿影响外,滑坡侧翼溶蚀带在很大程度降低了滑体前部关键块体强度,诱发剪切破坏导致滑坡灾害的发生。2、采用FLAC3D有限差分软件对不同岩溶发育率的岩体在不同法向应力条件下的数值模拟试验,分析不同岩溶发育率和不同法向力对岩体变形特性和强度的影响。结果表明:随着岩溶发育率的增大,试样的剪位移越大,主要破坏方式从滑移破坏变为剪断破坏;试样的剪应力逐渐变小,岩体的最大剪应力逐渐减小;试样的剪切曲线可以分为3个阶段,线性增长阶段、峰值阶段和峰后滑移阶段;同一岩溶发育率的岩体试样在剪切过程中,法向应力越大,剪切位移曲线的非线性变化阶段越长,同时峰值强度也随着法向应力的增大而增大;同一法向应力条件下,岩溶发育率越大,剪切位移曲线的非线性变化阶段越短,同时峰值强度也越低。3、对鸡尾山滑坡进行稳定性分析,采用不平衡推理传递法,分别基于整体稳定性分析和关键块体理论的解析解方法进行对比,分析这两种方法的计算结果,得出关键块体理论的计算结果更加安全可靠。两种理论的计算结果都显示出随着岩溶发育率的增大,得到的稳定系数均是逐渐降低,且稳定系数的减小幅度随着岩溶发育率的增大而降低。
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