基于应变软化理论的顺层边坡失稳机理及局部破坏范围研究
定 价：42 元
- 作者：郑立宁 胡启军 谢强
- 出版时间：2017/1/1
- ISBN：9787564351823
- 出 版 社：西南交通大学出版社
- 中图法分类：TV698.2
- 页码：
- 纸张：胶版纸
- 版次：1
- 开本：16开
本书综合采用资料统计、室内试验、数值计算、理论分析、现场监测，及现场调研等多种手段，从层间泥化夹层的应变软化效应研究入手，结合应变软化接触单元本构模型的数值实现，建立含层间应变软化效应的顺层边坡接触元模型，对顺层边坡泥化夹层问题进行深入研究，并分别依托宜万线巴东车站顺层边坡和重庆湘渝高速顺层滑坡对本研究成果进行验证。
进入 21 世纪以来，全国的交通基础设施建设进入新的高潮，截至 2015 年年底，全国铁路营业里程达到 12.1 万千米，其中高铁营业里程超过 1.9 万千米，全国高速公路总里程已经达到 11.7 万千米。大量的交通基础设施工程建设必然导致数量繁多的顺层路堑边坡开挖出现，其中含泥化夹层缓倾角（岩层倾角＜35）顺层路堑边坡支挡防护难度较大，往往具有局部破坏现象，存在渐进性失稳机理，但该理论一直缺少深入的分析与研究。
渐进性破坏理论一般源于岩土材料的应变软化效应。为了深入分析顺层边坡渐进性失稳机理，确定其局部破坏范围，我们综合采用资料统计、室内试验、数值计算、理论分析、现场监测及现场调研等多种手段，从层间泥化夹层的应变软化效应研究入手，结合应变软化接触单元本构模型的数值实现，建立含层间应变软化效应的顺层边坡接触元模型，对该系列问题进行深入研究。本书共 6 章：第 1 章为绪论，重点提出问题，并对比国内外研究现状，总结形成研究思路；第 2 章为泥化夹层剪切强度变化特征试验研究，重点研究不同类型泥化夹层应变软化特征、泥化夹层水敏感性及时间效应；第 3 章为含应变软化特征的数值接触单元模型研究，重点研究 FLAC 接触单元应变软特征的实现；第 4 章为基于应变软化理论的顺层边坡力学行为分析，重点研究含应变软化接触单元的顺层边坡计算模型的渐进性破坏特征；第 5 章为顺层边坡首段局部破坏范围研究，重点研究层厚、岩层倾角等因子对首段局部破坏范围的影响，并形成计算公式；第 6 章为工程实例，重点研究了长期现场监测的宜万铁路巴东车站顺层边坡工程，且结合重庆湘渝高速顺层滑坡、四川简阳雷打石顺层滑坡进行工程验证。本书部分研究成果可应用于工程实践，同时也为今后进一步深入研究顺层边坡稳定性奠定了一定的理论基础。
在本书的撰写期间，感谢西南交通大学程谦恭教授、文江泉副教授、赵文副教授、郭永春副教授在研究过程中的具体指导，感谢杨丹老师在室内试验过程中大力支持及赵阳、徐飞飞、宋磊等的辛勤劳动，感谢铁道第三勘察设计院集团有限公司周海、中铁西北科学研究院有限公司吴坤在现场案例分析过程中的鼎力帮助。
在本书的出版过程中，得到了中建地下空间有限公司薛国州总经理、田强常务副总经理的支持与鼓励，在此一并感谢。
感谢中国建筑股份有限公司毛志兵总工程师为本书作序。
由于作者水平有限，书中难免有不妥之处，恳请专家及同行批评指正。
作
者
2017年1月
郑立宁，高级工程师，中建地下空间有限公司总工程师兼技术中心主任,四川省地下空间产业技术研究院院长,中国岩石力学学会地下空间专委会常务理事,四川省土木建筑学会地下空间专委会主任,主持国家科技部十三五国家重点专项子课题、住建部科技研发项目、四川省科技厅科技支撑计划重大课题等项目总计7项,主编中国工程建设标准化协会标准3部,四川省地方标准2部，发表学术论文23篇，获得授权专利13项，获得省部级奖项5项。
第1章 绪 论 - 1 -
1.1 问题的提出 - 1 -
1.2 国内外研究现状 - 3 -
1.2.1 泥化夹层剪切强度变化特征研究现状 - 3 -
1.2.2 基于应变软化理论的边坡力学行为特征研究现状 - 5 -
1.2.3 顺层边坡失稳机理研究现状 - 7 -
1.2.4 顺层边坡局部破坏范围研究现状 - 9 -
1.3 存在的主要问题及拟解决的方法 - 10 -
1.4 主要研究内容及技术路线 - 11 -
1.4.1 主要研究内容 - 11 -
1.4.2 研究技术路线 - 12 -
第2章 泥化夹层剪切强度变化特征试验研究 - 15 -
2.1 泥化夹层应变软化特征试验研究 - 15 -
2.1.1 顺层滑坡中的典型层间泥化夹层类型分析 - 15 -
2.1.2 采样区工程地质特征 - 17 -
2.1.3 试样的制取与保存 - 19 -
2.1.4 试样的物质成分分析 - 20 -
2.1.5 应变软化试验过程及结果 - 20 -
2.1.6 泥化夹层应变软化试验方法及步骤总结 - 24 -
2.2 不同类型泥化夹层应变软化特征综合分析 - 25 -
2.2.1 泥化夹层峰残剪切强度值分布特征总述 - 25 -
2.2.2 不同类型泥化夹层峰残剪切强度值对比分析 - 27 -
2.2.3 泥化夹层应变软化过程中的塑性剪切位移分析 - 30 -
2.3 水对泥化夹层应变软化特征的影响分析 - 31 -
2.3.1 水对泥化夹层峰值剪切强度的影响 - 31 -
2.3.2 水对泥化夹层应变软化过程的影响 - 33 -
2.4 泥化夹层剪切强度随时间变化的软化及硬化特征研究 - 35 -
2.4.1 试验方法 - 35 -
2.4.2 试验结果分析 - 36 -
2.5 本章小结 - 38 -
第3章 含应变软化特征的数值接触单元模型研究 - 40 -
3.1 FLAC接触单元及应变软化本构特征 - 40 -
3.1.1 FLAC接触单元特征 - 40 -
3.1.2 FLAC应变软化-硬化本构模型特征 - 41 -
3.2 FLAC接触单元应变软特征的实现 - 41 -
3.2.1 链表式数据类型的特点 - 42 -
3.2.2 FLAC接触单元数据的访问与修正 - 42 -
3.2.3 FLAC接触单元数据类型的特点 - 43 -
3.2.4 FLAC中含应变软化特征接触单元的完善 - 44 -
3.3 含应变软化接触单元的直剪试验数值验证 - 46 -
3.3.1 模型的建立 - 47 -
3.3.2 剪切应力-位移关系曲线模拟结果 - 48 -
3.3.3 渐进性破坏过程及内部应力变化特征 - 48 -
3.4 接触单元强度参数演化与剪切应力-位移关系曲线研究 - 51 -
3.5 本章小结 - 54 -
第4章 基于应变软化理论的顺层边坡力学行为分析 - 56 -
4.1 顺层边坡复合接触元模型的设计 - 56 -
4.1.1 模型的几何特征 - 56 -
4.1.2 接触单元的设置 - 56 -
4.1.3 模型的本构关系及材料参数 - 58 -
4.2 应变软化接触单元对层间应力特征的响应 - 58 -
4.2.1 应变软化效应前层间接触单元的受力特征 - 58 -
4.2.2 产生应变软化效应的力学准则 - 60 -
4.2.3 应变软化效应对层间应力特征的响应 - 61 -
4.3 应变软化效应的链式传递 - 63 -
4.3.1 渐进性破坏现象的产生 - 64 -
4.3.2 渐进性破坏过程中层面应力变化特征 - 67 -
4.3.3 渐进性破坏的机理 - 69 -
4.4 顺层边坡破坏特征分类 - 71 -
4.5 本章小结 - 71 -
第5章 顺层边坡首段局部破坏范围研究 - 73 -
5.1 首段局部破坏范围的定义 - 73 -
5.2 首段局部破坏范围的影响因子敏感度分析 - 74 -
5.2.1 单因子敏感度分析 - 74 -
5.2.2 多因子敏感度分析 - 76 -
5.3 首段局部破坏范围理论计算公式分析 - 78 -
5.3.1 局部破坏范围与层厚的关系 - 79 -
5.3.2 局部破坏范围与岩层倾角的关系 - 79 -
5.3.3 局部破坏范围与泥化夹层峰值摩擦角的关系 - 80 -
5.3.4 局部破坏范围与泥化夹层残余摩擦角的关系 - 80 -
5.3.5 局部破坏范围与泥化夹层峰值黏聚力的关系 - 81 -
5.3.6 局部破坏范围与泥化夹层残余黏聚力的关系 - 81 -
5.3.7 局部破坏范围与泥化夹层塑性剪切位移的关系 - 82 -
5.3.8 局部破坏范围与坡长的关系 - 82 -
5.3.9 首段局部破坏范围理论计算公式的拟合 - 86 -
5.4 理论计算公式的简化分析 - 87 -
5.4.1 泥化夹层的极限应变软化特征 - 87 -
5.4.2 首段局部破坏范围理论计算公式的简化分析 - 87 -
5.5 基于现场样本边坡特征的理论计算公式修正分析 - 88 -
5.6 含泥化夹层顺层边坡局部破坏范围的计算方法及步骤 - 91 -
5.6.1 确定顺层边坡岩体结构特征 - 91 -
5.6.2 分析顺层边坡中泥化夹层特征 -91 -
5.6.3 边坡破坏模式判断 -92 -
5.6.4 局部破坏范围计算 -92 -
5.7 本章小结 -92 -
第6章 工程实例 -94 -
6.1 宜万线巴东车站顺层边坡开挖现场监测及数值计算验证 -94 -
6.1.1 宜万线巴东车站工程地质条件 -94 -
6.1.2 宜万线巴东车站顺层边坡支挡设计方案 -97 -
6.1.3 现场监测方案及监测过程 -101 -
6.1.4 分项监测成果分析 -106 -
6.1.5 监测成果综合分析 -115 -
6.1.6 数值计算验证 -119 -
6.1.7 无支护作用下的开挖局部破坏范围分析 -126 -
6.1.8 小 结 -127 -
6.2 重庆湘渝高速顺层滑坡破坏特征 -127 -
6.2.1 工程概况 -127 -
6.2.2 滑坡工程地质条件 -127 -
6.2.3 滑坡基本特征 -129 -
6.2.4 滑坡形成的原因 -130 -
6.2.5 滑坡滑移范围的理论计算验证分析 -131 -
6.3 四川简阳雷打石顺层滑坡破坏特征研究 -131 -
6.3.1 工程概况 -131 -
6.3.2 滑坡工程地质条件 -132 -
6.3.3 滑坡基本特征 -134 -
6.3.4 滑坡形成的原因 -135 -
6.3.5 滑坡滑移范围的理论计算验证分析 -136 -
6.4 本章小结 -137 -
结 论 -138 -
参考文献 - 141 -
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