反倾层状岩质边坡倾倒变形机理与影响因素的离散元模拟

作     者：黄达 马昊 石林 Huang Da;Ma Hao;Shi Lin

作者机构：河北工业大学土木与交通学院天津300401 重庆大学土木工程学院重庆400044 长安大学地质工程与测绘学院西安710054 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063 

出 版 物：《吉林大学学报（地球科学版）》 (Journal of Jilin University：Earth Science Edition)

年 卷 期：2021年第51卷第6期

页      面：1770-1782页

核心收录：

学科分类：070902[理学-地球化学] 0709[理学-地质学] 07[理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(41672300 41972297) 

主　　题：离心模型试验 离散元 反倾边坡 倾倒变形 

摘      要：为进一步研究层状反倾边坡的弯曲倾倒变形机制,以离心试验为原型,通过离散元数值模拟,研究了层状岩质反倾边坡的变形机理与影响因素。通过预置层内随机裂隙,实现了破裂面的形成和贯通。研究结果表明:模拟结果与试验吻合较好,边坡变形可分为起始蠕变、稳态变形和失稳破坏3个阶段;边坡破裂面在达到破坏荷载(G_(f))后瞬间贯通,呈直线型,产状受岩层倾角控制,G_(f)值与坡角幂函数相关;反倾边坡的破坏需满足倾角和坡角启动条件,且变形破坏与岩层所受弯矩关系密切,当倾角为70°~80°、坡角大于60°时,最易破坏;典型破坏模式有倾倒—折断—块体式、倾倒—弯曲—折断式、倾倒—反折式3种,其受倾角、坡角组合控制;对材料参数的正交试验表明,各参数对G_(f)的敏感性从大到小依次为密度、层面内摩擦角、层厚、密度比、层面黏聚力,且G_(f)与层厚、层面内摩擦角及密度比具有良好的线性相关性;层面内摩擦角可影响破裂面产状,从而控制变形体规模,其他参数仅影响G_(f)的大小。