含泥化夹层岩质边坡动力响应与失稳机制研究

本书以循环动荷载作用下含泥化夹层复杂岩质边坡动力响应特性与失稳灾变机理为研究对象，将试验研究、理论分析与数值模拟有机结合，以循环动荷载作用下泥化夹层土的动力响应特性为基础和纽带，建立循环动荷载扰动下含泥化夹层岩质边坡动力响应与失稳灾变机制研究体系，研究成果可为含泥化夹层岩质边坡动力失稳灾害防治提供科学指导。本书是作者20年来系统深入开展岩体累积损伤效应、泥化夹层工程地质特性及其交叉融合研究的学术结晶，在理论、试验和应用等方面具有显著的创新性。 本书可供水利、土木、矿山、铁路、公路、国防等系统的广大科技工作者、工程技术人员及该地质专业领域高等院校的教师、研究生和高年级本科生参考使用。

第1章 绪论11.1 国内外研究现状41.1.1 泥化夹层的工程地质特性41.1.2 土的动力响应特性及其分析方法61.1.3 边坡动力响应特性及其分析方法81.1.4 爆破扰动下含泥化夹层岩质边坡滑移失稳机制91.1.5 含泥化夹层岩质边坡动力稳定性分析91.2 主要研究内容、关键科学问题与技术路线121.2.1 主要研究内容121.2.2 关键科学问题151.2.3 关键技术路线151.3 取得的主要创新点161.4 研究成果价值及应用前景17第2章 泥化夹层动三轴试验192.1 泥化夹层的物理性质192.1.1 泥化夹层发育特征与现场取样192.1.2 薄片鉴定试验202.1.3 泥化夹层颗粒分析212.1.4 泥化夹层试样分组212.2 动三轴试验仪器、原理与方案222.2.1 动三轴试验仪器222.2.2 动三轴试验原理232.2.3 动三轴试验方案232.3 动三轴试验步骤242.3.1 制备泥化夹层重塑试样242.3.2 试样安装与固结252.3.3 施加动荷载252.4 泥化夹层累积应变发展规律262.4.1 泥化夹层累积应变模型272.4.2 累积应变发展规律影响因素分析31本章小结38第3章 循环动荷载作用下泥化夹层动力响应特性403.1 泥化夹层动变形特性403.1.1 泥化夹层动应力-应变曲线403.1.2 泥化夹层的动弹性模量423.1.3 泥化夹层应变硬化特征503.2 泥化夹层动强度特性573.2.1 泥化夹层的动强度与动强度指标583.2.2 泥化夹层动强度影响因素分析623.2.3 动强度和动强度指标正交试验分析663.2.4 与其他类型土的对比分析683.3 泥化夹层动阻尼特性693.3.1 中小应变条件下泥化夹层的动阻尼比703.3.2 中小应变条件下泥化夹层动阻尼比的影响因素分析723.3.3 修正的动阻尼比模型753.3.4 有关讨论81本章小结82第4章 泥化夹层疲劳损伤演化规律844.1 泥化夹层疲劳损伤演化模型844.2 泥化夹层疲劳损伤变量表达式854.3 泥化夹层疲劳损伤演化机制分析864.3.1 泥化夹层疲劳损伤变量及模型参数的求取864.3.2 泥化夹层疲劳损伤演化过程及其影响因素884.4 疲劳损伤表达式的适用性分析89本章小结91第5章 含泥化夹层岩质边坡振动台模型试验925.1 边坡模型试验设备935.2 试验采用的相似材料与相似关系945.2.1 相似定理945.2.2 相似准则和相似指标955.2.3 边坡模型试验相似关系975.2.4 边坡模型试验材料选取975.3 含泥化夹层岩质边坡模型设计995.4 传感器布置方案1015.5 地震波选取与加载方案1035.6 考虑泥化夹层发育参数的试验工况1035.7 模型试验过程与注意事项1045.8 含泥化夹层岩质边坡动力破坏特征1055.8.1 不同泥化夹层厚度的模型边坡破坏特征1065.8.2 不同泥化夹层倾角模型边坡破坏特征1085.8.3 不同泥化夹层黏粒含量模型边坡破坏特征1105.8.4 含泥化夹层岩质边坡动力破坏过程与机制分析111本章小结113第6章 含泥化夹层岩质边坡动力响应规律1146.1 含泥化夹层岩质边坡动力响应基本规律1146.2 泥化夹层参数对边坡动力响应规律的影响1166.2.1 泥化夹层厚度1176.2.2 泥化夹层倾角1216.2.3 泥化夹层黏粒含量1246.3 泥化夹层参数对边坡动力稳定性影响的敏感性分析1286.3.1 灰关联分析方法1286.3.2 泥化夹层参数敏感性分析130本章小结132第7章 考虑累积损伤效应的含泥化夹层岩质边坡滑移分析1337.1 爆破振动作用下含泥化夹层岩质边坡简化模型1347.2 多次爆破振动下含泥化夹层边坡滑移量计算1347.3 考虑累积损伤的含泥化夹层边坡振动累积滑移量计算1377.4 含泥化夹层岩质模型边坡滑移量计算实例1397.5 泥化夹层参数边坡累积滑移量的影响分析1427.5.1 泥化夹层参数取值1427.5.2 泥化夹层参数对边坡爆破累积滑移量的影响143本章小结144第8章 含泥化夹层岩质边坡动力稳定性数值分析1468.1 数值软件FLAC3D动力计算原理1478.1.1 有限差分法1478.1.2 基本求解过程1488.2 基于FLAC3D的含泥化夹层岩质边坡动力分析模型1508.2.1 计算模型的建立1508.2.2 动荷载的输入1518.2.3 边界条件与监测点的设置1528.2.4 模型网格尺寸划分与阻尼1558.3 地震动参数对边坡加速度放大效应的影响1558.3.1 地震动持时的影响1568.3.2 地震动峰值的影响1578.3.3 地震动频率的影响1628.4 泥化夹层参数对边坡加速度放大效应的影响1638.4.1 泥化夹层厚度的影响1648.4.2 泥化夹层倾角的影响1688.4.3 泥化夹层体积模量的影响1718.4.4 泥化夹层剪切模量的影响1728.4.5 泥化夹层内摩擦角的影响1738.4.6 泥化夹层黏聚力的影响1748.5 地震动及泥化夹层参数敏感性分析1758.5.1 地震动参数敏感性分析1768.5.2 泥化夹层参数敏感性分析177本章小结180第9章 结论与展望1829.1 主要结论1829.2 进一步研究展望184参考文献185