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科研進(jìn)展

武漢巖土所隱伏型順層邊坡穩(wěn)定性研究獲進(jìn)展

發(fā)表日期:2022-02-07來源:武漢巖土力學(xué)研究所放大 縮小

  隱伏型順層邊坡廣泛存在于自然邊坡和工程邊坡中,由于順向結(jié)構(gòu)面沒有出露而是向下隱入坡腳,坡體內(nèi)容易集聚高能量孕育大型滑坡,如意大利Vojont滑坡、瑞士Rufi滑坡以及國內(nèi)三峽千將坪和重慶武隆雞尾山滑坡等都造成了重大生命財產(chǎn)損失。隨著新建川藏鐵路雅安至林芝段、雅魯藏布江下游水電開發(fā)等西部重大工程的建設(shè),隱伏型順層邊坡穩(wěn)定性評價與控制成為影響工程安全建設(shè)與運(yùn)營的關(guān)鍵技術(shù)問題。

  針對上述難題,中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所陳從新研究團(tuán)隊開展了現(xiàn)場調(diào)查、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬和理論分析等大量工作,闡明了邊坡順向結(jié)構(gòu)面和巖體的損傷破裂過程,揭示了隱伏型順層邊坡的滑剪破壞機(jī)制(圖1),建立了厚層隱伏型順層邊坡的柱狀力學(xué)模型,推導(dǎo)了該類邊坡破壞的臨界高度計算公式;在此基礎(chǔ)上,基于條分法建立了考慮坡腳堆積物的隱伏型順層邊坡力學(xué)模型(圖2),提出了相應(yīng)的邊坡破壞面搜索方法(圖3),實(shí)現(xiàn)了隱伏型順層邊坡穩(wěn)定性的準(zhǔn)確評價。研究成果有效支撐了山西十余個花崗巖露天礦山邊坡安全開采(圖4),并成功應(yīng)用于新建川藏鐵路某特大橋橋址岸坡穩(wěn)定性評價和橋基開挖邊坡設(shè)計(圖5)。 

  相關(guān)研究成果以“Numerical and theoretical study of bi-planar failure in footwall slopes”、“Analysis of stability of concealed cataclinal slopes with talus deposits accumulated at their toes with respect to biplanar failure”為題,分別發(fā)表于Engineering Geology、International Journal of Geomechanics巖土領(lǐng)域權(quán)威期刊。研究工作獲得國家自然科學(xué)基金和湖北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助。 

  論文鏈接: 

  1、https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013795219304326 

  2、https://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%29GM.1943-5622.0002197 

     

圖1 隱伏型順層邊坡滑剪破壞機(jī)制及其破壞示意圖 

 

圖2 坡腳存在堆積物的隱伏型順層邊坡模型 

  

圖3 邊坡最小安全系數(shù)(臨界滑動破壞面)搜索結(jié)果 

 

圖4 山西渾源縣花崗巖露天礦山邊坡 

 

圖5 新建川藏鐵路某特大橋橋址岸坡 

(文/圖 邊坡工程組)

    

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