循环剪切作用下泥质软岩本构模型研究

库区微震频发现象使泥质软岩受循环剪切动力作用。基于分数阶西原模型,将Able黏壶进行改进,获得相应条件下的本构模型,并通过泥质软岩试样循环剪切试验对该本构模型进行了验证。研究表明:①原有分数阶西原本构模型可归纳为本模型正弦函数(循环作用)为零时的特殊解;②模型表现出较好的适用性(R²∈(0.96,0.98)),且方程曲线具备试验曲线的“单双拐点”特征;③模型主要影响因素为分数阶阶数n,其中稳定型方程n∈(0,0.6)、破坏型方程n∈(0.6,1.0);④随n的增加,抗剪模量G与黏滞系数η大致呈现降低趋势,可较好反映宏观现象;⑤从参数扰动的角度解释了以往文献出现的η随n增加可能表现出的无规律波动现象。研究成果可为微震条件下含泥质软岩边坡长期稳定性控制提供理论参考。     

内撑式地连墙变形特征及其参数优化研究

随着国内深基坑工程的不断发展,越来越多的基坑支护形式被提出并得到了广泛的实践,为了保证基坑工程的安全,限制基坑变形与保护周边环境,选用适当的支护形式与支护参数显得尤为重要。本文依托广州新白云国际机场第二高速公路北段暗埋隧道深基坑工程,采用有限差分软件FLAC^3D建立数值模型,取地连墙厚度、地连墙入土深度、横向支撑布置形式3个变量,探讨了不同支护参数取值对内撑式地连墙支护结构中地连墙侧向位移和支撑轴力分布的影响,提出合理的支护参数取值建议与优化效果。结果表明,基坑存在明显的坑角约束作用,限制坑角地连墙侧移与支撑轴力;地连墙整体侧移在地连墙厚度0.6~0.8 m时明显较大,且由于刚度不足出现反弯点;地连墙底部嵌固作用可有效限制侧移量,地连墙侧移随开挖深度变化曲线呈现“中间大,两头小”的抛物线形状;将支撑整体下移2 m,可有效减小墙体最大侧移,改善支护效果。     

多形态贯通型岩体结构面宏细观剪切力学行为研究

采用室内直剪试验和PFC^2D离散元程序,系统地研究了考虑一阶(二阶)起伏体影响的贯通型锯齿状(波浪状)岩体结构面宏细观剪切力学行为。研究表明:(1)相同法向压力下,结构面宏观损伤质量、峰值剪应力(位移)及应力降随一阶起伏角变大而分别增大、近似线性增大(减小)及先增大后减小;相同一阶起伏角下,其则随法向压力变大而分别增大、均近似线性增大及增大(锯齿状)或先增大后减小(波浪状)。(2)结构面宏细观损伤演化过程经历初始压密非线性变形(压密效应)、近似线弹性压剪变形(爬坡效应)、缓慢压剪断裂非线性变形(爬坡-啃断效应)、应力脆性跌落塑性变形(啃断效应)及理想塑性流动变形(滑移效应)5个发展阶段。(3)结构面宏细观剪切破坏模式可概化为压密-爬坡破坏、爬坡-啃断破坏及啃断-滑移破坏3种基本类型;结构面细观损伤裂纹数量(能量)演化曲线均呈初期微增、中期陡增及后期缓增的阶段性变化特征,且细观损伤颗粒近似呈"梯形面状"分布于结构面附近。(4)根据极限平衡法和强度折减法,通过岩质边坡算例稳定性分析验证了结构面剪切强度估算公式的合理性。