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考虑爆破累积损伤效应的含泥化夹层边坡滑移分析

闫长斌 张彦昌 陈艳国 徐晓

闫长斌,张彦昌,陈艳国,等. 考虑爆破累积损伤效应的含泥化夹层边坡滑移分析[J]. 水利水运工程学报,2021(1):104-113 doi:  10.12170/20200127001
引用本文: 闫长斌,张彦昌,陈艳国,等. 考虑爆破累积损伤效应的含泥化夹层边坡滑移分析[J]. 水利水运工程学报,2021(1):104-113 doi:  10.12170/20200127001
(YAN Changbin, ZHANG Yanchang, CHEN Yanguo, et al. Analysis on sliding displacement of slope with muddy intercalation considering blasting cumulative damage effect[J]. Hydro-Science and Engineering, 2021(1): 104-113. (in Chinese)) doi:  10.12170/20200127001
Citation: (YAN Changbin, ZHANG Yanchang, CHEN Yanguo, et al. Analysis on sliding displacement of slope with muddy intercalation considering blasting cumulative damage effect[J]. Hydro-Science and Engineering, 2021(1): 104-113. (in Chinese)) doi:  10.12170/20200127001

考虑爆破累积损伤效应的含泥化夹层边坡滑移分析

doi: 10.12170/20200127001
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(41972270,U1504523);河南省重点研发与推广专项(182102210014)
详细信息
    作者简介:

    闫长斌(1979—),男,河南濮阳人,教授,博士,主要从事水工岩石力学研究。E-mail:yanchangbin_2001@163.com

  • 中图分类号: TU457;P642

Analysis on sliding displacement of slope with muddy intercalation considering blasting cumulative damage effect

  • 摘要: 反复爆破振动是诱发滑坡的重要因素,特别是含泥化夹层的复杂岩质边坡。为揭示多次爆破振动下含泥化夹层复杂岩质边坡失稳破坏机制,根据能量守恒定律,基于Newmark滑块位移法,考虑爆破累积损伤效应,引入泥化夹层强度折减系数,建立了多次爆破振动下含泥化夹层边坡累积滑移量计算和临界爆破振动次数预测方法。探讨了剪切模量、倾角和连续率等泥化夹层参数对多次爆破振动下边坡累积滑移量的影响,并对泥化夹层参数敏感性进行了分析。研究结果表明:(1)考虑爆破累积损伤效应引起的泥化夹层强度参数劣化,边坡累积滑移量计算和临界爆破振动次数预测结果更加合理。(2)泥化夹层参数对多次爆破振动下边坡累积滑移量具有显著影响。随泥化夹层剪切模量的增大,边坡抵抗变形能力增大,累积滑移量减小。随泥化夹层倾角的增大,边坡剪切段滑移量无明显变化,但蠕滑段滑移量明显增大,总的累积滑移量随之增大。泥化夹层连续率越高,边坡累积滑移量越大。(3)参数敏感性分析表明,泥化夹层剪切模量对多次爆破振动下边坡累积滑移量影响最显著,其次是泥化夹层倾角,再次是泥化夹层连续率。
  • 图  1  爆破振动作用下含泥化夹层边坡物理模型

    Figure  1.  Physical model of complex slope with muddy intercalation under blasting vibration

    图  2  钻孔揭露的泥化夹层发育情况

    Figure  2.  Muddy intercalations investigated by drillings

    图  3  平硐揭露的泥化夹层及现场取样

    Figure  3.  Muddy intercalations investigated by adits and their in-situ sampling

    图  4  边坡累积滑移量随泥化夹层剪切模量的变化

    Figure  4.  Variation of slope cumulative sliding displacement with shear modulus of muddy intercalation

    图  5  边坡累积滑移量随泥化夹层倾角的变化

    Figure  5.  Variation of slope cumulative sliding displacement with dip angles of muddy intercalation

    图  6  边坡累积滑移量随泥化夹层连续率的变化

    Figure  6.  Variation of slope cumulative sliding displacement with continuities of muddy intercalation

    表  1  滑体与泥化夹层的有关物理力学参数

    Table  1.   Physical and mechanical parameters of sliding mass and muddy intercalation

    名称重度/(kN·m−3)剪切模量/MPa泊松比内摩擦角/°黏聚力/kPa倾角/°泥化夹层连续率/%
    滑体 24 60 0.36 39 150.00 45 ——
    折减前的泥化夹层 21 50 0.40 26 15.00 30 100
    折减后的泥化夹层 21 50 0.40 9 5.36 30 100
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    表  2  1次爆破振动下各条块滑移量

    Table  2.   Sliding displacement of each block under one blasting 单位:mm

    条块剪切段
    滑移量
    剪切段水平
    滑移量
    剪切段竖向
    滑移量
    蠕滑段
    滑移量
    蠕滑段水平
    滑移量
    蠕滑段竖向
    滑移量
    总滑
    移量
    118.5216.049.26————————
    217.6515.298.83————————
    316.3214.138.16————————
    4——————16.5114.308.26——
    5——————17.9215.528.96——
    6——————19.3516.769.68106.27
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    表  3  泥化夹层参数分析计算工况

    Table  3.   Parameter analysis and calculation of muddy intercalations

    工况编号剪切模量/MPa倾角/°连续率/%
    1 43 20 100
    2 51 15 100
    3 56 10 100
    4 56 15 67
    5 51 20 67
    6 43 10 67
    7 43 15 33
    8 51 10 33
    9 56 20 33
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    表  4  坝址区滑体与泥化夹层的有关物理力学参数

    Table  4.   Physical and mechanical parameters of sliding mass and muddy intercalation at the dam site

    名称重度/(kN·m−3)泊松比内摩擦角/°黏聚力/kPa
    滑体 25 0.3 40.00 150
    折减前的泥化夹层 21 0.5 22.00 14
    折减后的泥化夹层 21 0.5 7.86 5
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-01-27
  • 网络出版日期:  2020-12-03
  • 刊出日期:  2021-02-15

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