拉裂-滑移式黄土崩塌的形成机制及其稳定性研究

发布时间：2018-04-23 08:08

本文选题：路基工程 + 黄土崩塌　；参考：《岩土力学》2014年12期

【摘要】：拉裂-滑移式黄土崩塌是黄土地区高速公路建设过程中常见的一种崩塌灾害。根据土体极限平衡方程,得到黄土斜坡后缘最大竖直拉张裂隙深度。引进水致弱化函数,分别建立了竖直裂隙面介质及潜在滑移面介质的本构方程。根据崩塌体能量守恒原理及尖点突变理论,建立了拉裂-滑移式黄土崩塌隐患的尖点突变模型。根据该模型,探讨了拉裂-滑移式黄土崩塌的形成机制。认为黄土斜坡开挖后,后缘形成拉张裂隙,在裂隙充水的作用下,竖直拉张裂隙的剪切模量增大,潜在滑移面的剪切模量减小,当黄土含水饱和度达到一定程度时候,系统发生突变,滑裂面形成,土体重心不断向临空面移动。其重心一旦滑出陡坡,就会产生崩塌。根据极限平衡方程,结合摩尔-库仑定律,建立了拉裂-滑移式黄土崩塌隐患体的稳定性计算公式。研究结果对黄土崩塌治理的设计与施工具有重要参考价值。
[Abstract]:Tensile-slip loess collapse is a common collapse disaster in the process of highway construction in loess area. According to the limit equilibrium equation of soil mass, the maximum vertical tensile fracture depth at the back edge of loess slope is obtained. The constitutive equations of vertical fracture surface medium and potential slip plane medium are established by introducing the water induced weakening function. According to the principle of energy conservation and the cusp catastrophe theory of collapse, the cusp catastrophe model of tensile crack and slip type loess collapse is established. Based on this model, the forming mechanism of tensile-slip loess collapse is discussed. It is considered that after the loess slope is excavated, the tension fissure is formed at the rear edge, and the shear modulus of the vertical tensile fracture increases and the shear modulus of the potential slip plane decreases under the action of water filling, and when the water saturation of loess reaches a certain degree, the shear modulus of the vertical tension crack increases, and the shear modulus of the potential slip plane decreases. The sudden change of the system, the formation of the slip surface, and the moving of the soil center of gravity to the face of the air. Once the center of gravity slid out of the steep slope, it would collapse. Based on the limit equilibrium equation and Mohr-Coulomb 's law, a formula for calculating the stability of the sliding loess collapsible hidden body is established. The results have important reference value for the design and construction of loess collapse control.
【作者单位】：西安科技大学建筑与土木工程学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(No.41172262) 教育部新世纪人才支持计划项目(No.NCET-12-1044) 陕西省青年科技新星项目(No.KJXX-37) 陕西省重点科技创新团队计划(No.2014KCT-30)
【分类号】：U416.1;U412.22

【参考文献】

相关期刊论文前10条

1 沈小辉;魏云杰;陶连金;韩俊艳;;斜坡危岩体崩塌运动的数学模型及工程应用[J];北京工业大学学报;2012年04期

2 亚南，王兰生，赵其华，徐进;崩塌落石运动学的模拟研究[J];地质灾害与环境保护;1996年02期

3 王根龙;张茂省;苏天明;曾庆铭;;黄土崩塌破坏模式及离散元数值模拟分析[J];工程地质学报;2011年04期

4 王思长;折学森;李毅;穆鹏;;基于尖点突变理论的岩质边坡稳定性分析[J];交通运输工程学报;2010年03期

5 胡厚田;崩塌分类的初步探讨[J];铁道学报;1985年02期

6 龙辉,秦四清,万志清;降雨触发滑坡的尖点突变模型[J];岩石力学与工程学报;2002年04期

7 孙强;胡秀宏;王媛媛;李曼;;两种应变软化介质组成的边坡失稳研究[J];岩土力学;2009年04期

8 夏元友,李梅;崩塌体稳定性检算方法优化研究[J];中国地质灾害与防治学报;2002年04期

9 郭建峰;傅鹤林;周宁;;块体理论在潜在崩塌体稳定性分析中的应用[J];中国地质灾害与防治学报;2006年03期

10 段钊;赵法锁;陈新建;;陕北黄土高原区崩塌发育类型及影响因素分析——以吴起县为例[J];自然灾害学报;2012年06期

【共引文献】

相关期刊论文前10条

1 何建平;于远忠;;川中危岩崩塌稳定分析评价[J];四川建筑科学研究;2007年05期

2 曹平;朱宝龙;陈强;;基于突变理论的土质边坡非线性演化分析[J];四川建筑科学研究;2009年06期

3 胡建平;刘亚莲;周翠英;;土石坝失稳的尖点突变模型与临界条件[J];四川建筑科学研究;2011年05期

4 周建昆;李罡;;高速公路滚石风险评估[J];地下空间与工程学报;2009年02期

5 安玉科;佴磊;;关键块体系统锚固法在加固边坡危岩中的应用[J];吉林大学学报(地球科学版);2011年03期

6 蔡红刚;裴向军;吴景华;叶坤;;强震抛射型崩塌滚石运动特征研究[J];长春工程学院学报(自然科学版);2011年03期

7 马艳波;裴向军;黄翔超;;震裂斜坡软岩崩塌成因机制与稳定性评价[J];长春工程学院学报(自然科学版);2011年04期

8 董好刚;彭轩明;陈州丰;刘广宁;霍志涛;;缓倾层状高边坡典型破坏模式及宏观判据研究[J];长江科学院院报;2009年08期

9 唐红梅,叶四桥,陈洪凯;危岩主控结构面损伤-断裂数值模拟研究[J];重庆交通学院学报;2005年04期

10 胡明;陈洪凯;易朋莹;;江津四面山风景旅游区红岩山危岩初步研究[J];重庆交通学院学报;2006年04期

相关期刊论文前10条

1 陈洪凯,王蓉,唐红梅;危岩研究现状及趋势综述[J];重庆交通学院学报;2003年03期

2 殷有泉,郑顾团;断层地震的尖角型突变模型[J];地球物理学报;1988年06期

3 张永双,张士运,曲永新,何锋;黄土高原北部坍窑灾害的形成机理分析[J];地球学报;2004年05期

4 黄润秋;刘卫华;;滚石在平台上的运动特征分析[J];地球科学进展;2008年05期

5 殷有泉，杜静;地震过程的燕尾型突变模型[J];地震学报;1994年04期

6 曲永新,张永双,陈情来;陕北晋西黄土滑塌灾害的初步研究——以西气东输工程为例[J];工程地质学报;2001年03期

7 叶万军;杨更社;常中华;顾华雄;;黄土边坡剥落病害的发育特征及其发育程度评价[J];工程地质学报;2011年01期

8 王根龙;张茂省;苏天明;曾庆铭;;黄土崩塌破坏模式及离散元数值模拟分析[J];工程地质学报;2011年04期

9 宋晓晨,徐卫亚,邵建富,徐瑞春;雾雨作用下的非饱和边坡稳定性研究[J];河海大学学报(自然科学版);2002年06期

10 Ahad Bagherzadeh-Khalkhali;Ali Asghar Mirghasemi;;Numerical and experimental direct shear tests for coarse-grained soils[J];Particuology;2009年01期

相关期刊论文前10条

1 朱波;平移式客车乘客门驱动系统的开发[J];客车技术与研究;2003年05期

2 倪纯民;新型平移式三通漏斗[J];起重运输机械;2001年02期

3 王周忠;刘年明;冯昌发;;滑移式分浆器的设计和应用[J];工程机械;2013年11期

4 季明山;卢汉兴;王金林;;ZH2000/15/35Z型悬移式支架的应用[J];中国设备工程;2010年03期

5 彭炳初;正位移式泵与风机性能的比较与分析[J];石油化工设备技术;2002年01期

6 喻春琪;;基于三层升降横移式停车设备电气控制系统分析[J];科技传播;2011年13期

7 ;新产品[J];物流技术与应用;2011年12期

8 汤顺斌;;平移式卸箱机的工作原理和编程方法[J];饮料工业;2005年06期

9 杨汝静;;便移式U形钢整形装置的设计和应用[J];机械工程与自动化;2012年06期

10 ;永恒力前移式叉车家族迎来新成员[J];物流技术与应用;2014年06期