库岸危岩剪切带—基岩界面宏细观剪切贯通机制及力学特性研究

作     者：刘新荣 郭雪岩 周小涵 罗新飏 王浩 李沛瑶 周福川 LIU Xinrong;GUO Xueyan;ZHOU Xiaohan;LUO Xinyang;WANG Hao;LI Peiyao;ZHOU Fuchuan

作者机构：重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学库区环境地质灾害防治国家地方联合工程研究中心重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 重庆工程职业技术学院重庆402260 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2024年第43卷第5期

页      面：1096-1109页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(41972266) 

主　　题：岩石力学 三峡库区 危岩 剪切带–基岩界面 剪切力学特性 数值模拟 

摘      要：以三峡库区“板壁岩危岩为研究背景,在总结岸坡危岩内部剪切带形成过程及基本特征的基础上,通过室内剪切试验和数值模拟手段,从宏细观的角度研究该岸坡危岩内部剪切带–基岩界面的剪切贯通机制及其力学特性。研究表明:(1)剪切带为危岩体失稳的主控因素,内部充填物质具有层状无胶结特征;(2)在常法向应力作用下,界面的破坏模式可以总结为台阶根部张裂–台阶爬坡,岩板损伤–台阶剪断,岩板裂纹贯通–台阶剪碎;(3)界面剪切应力–剪切位移曲线分为压密阶段、近加载端台阶根部斜裂缝出现阶段、近似弹性变形及微裂隙扩展阶段、近加载端台阶剪断阶段、剩余台阶剪断阶段及残余阶段6个阶段;(4)界面的峰值剪切强度和残余强度随法向应力、层厚和台阶高度的增加而增加,竖向累积位移随法向应力的增加而减小、随层厚和台阶高度的增加而增加;(5)界面裂纹数量变化曲线呈“S型,共经历裂纹缓慢增加(岩板表面磨损)–裂纹迅速扩展(台阶剪断)–裂纹数量稳定(残余摩擦)3个发展阶段,试样内部颗粒应变能和胶结应变能变化趋势与剪切应力–剪切位移曲线变化相近,总能量、摩擦能及阻尼能随剪切位移的增加而增加。研究成果对剪切带整体力学性质及含剪切带危岩稳定性的研究具有借鉴意义。