高陡邊坡危巖體失穩(wěn)機理及其崩塌滾石運動規(guī)律.pdf

1、隨著國家經(jīng)濟水平和工程技術的發(fā)展，國家向基礎設施建設的投資越來越多，并且基礎設施建設的難度越來越大，面臨的工程風險越來越大。同時隨著國民工程安全意識的提高，對工程建設的質(zhì)量要求也越來越高。在我國西南山區(qū)修建公路、鐵路以及水電站工程中，經(jīng)常會面臨危巖體崩塌失穩(wěn)以及滾石災害的威脅。如何減少工程災害造成的經(jīng)濟損失以及人員事故傷亡，保證工程安全順利的竣工，是每一個工程技術人員的基本責任。因此，對危巖體崩塌失穩(wěn)以及滾石災害的運動機理進行相關的研究

2、，揭示滾石災害產(chǎn)生的條件和機理具有重要的意義，能夠為工程災害的防護治理提供有力的理論指導。
　　本論文采用數(shù)值模擬和室內(nèi)模型試驗的手段分析了高陡邊坡危巖體失穩(wěn)的特征以及單體滾石的運動特征。并依托某危巖體開展了現(xiàn)場滾石試驗，并采用數(shù)值手段對該工程的滾石運動軌跡進行了分析預測。
　　采用非連續(xù)變形力學方法建立傾斜滑移式危巖體、豎直墜落式危巖體以及旋轉(zhuǎn)傾倒式危巖體的數(shù)值模型，分析了不同類型的危巖體的變形失穩(wěn)過程，揭示了失穩(wěn)過程中不

3、同時刻位移變化特征。
　　研制了大比尺三維滾石運動規(guī)律物理模擬試驗系統(tǒng)，通過高速攝影儀記錄滾石運動軌跡，能夠模擬不同邊坡角度、滾石滾落高度、滾落角度、滾石啟動方式以及滾石形狀等多種不同的因素對滾石運動軌跡以及滾石運動過程中能量變化的影響。
　　試驗材料選用模具石膏材料，該材料具有凝固時間短、成型快的優(yōu)點，試驗設計含水率為40％，測試了其相應的抗壓強度，試驗試塊選擇了5cm×5cm×5cm的塊狀，5cm×5cm×2cm的板狀以

4、及5cm×5cm×10cm的條狀三種規(guī)格。
　　開展了滾石運動規(guī)律模型試驗，共設計了81中工況，考慮了邊坡角度(15°，20°，30°)，滾石滾落高度(60cm，75cm，100cm)，滾石形狀（正方體，板狀，長方體），滾石滾落角度（15°傾斜滑移式，35°旋轉(zhuǎn)傾倒式，50°豎直墜落式）等因素的運動軌跡的影響。每一種工況進行了多組試驗，分析不同影響因素對滾石碰撞恢復系數(shù)以及動能損失率的影響。
　　依托某工程背景，開展了滾石運