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庫岸含礫滑帶土的變形、強度特征與礫-土相互作用機制研究

批準號41272315 學科分類工程地質環境與災害 ( D0705 )
項目負責人張丹 負責人職稱副教授 依托單位南京大學
資助金額87.00
萬元
項目類別面上項目 研究期限2013 年 01 月 01 日 至
2016 年 12 月 31 日
中文主題詞含礫滑帶土;變形;強度;蠕變;礫石組構
英文主題詞gravel-bearing slip soil;deformation;strength;creep;gravel fabric

摘要

中文摘要 本項目以三峽庫區分布具有一定代表性的含礫滑帶土為研究對象,通過分析庫水位周期變動對滑帶工程地質環境的影響,得到滑帶有效應力場、水份場和溫度場的分布特征和變化規律;通過CT掃描和數字圖像處理技術,描述含礫滑帶土的礫石組構特征,模擬庫水位周期變動條件,采用大三軸試驗、蠕變試驗以及數值模擬方法研究含水率、圍壓、溫度單一因素和多因素耦合作用下不同礫石組構特征含礫滑帶土的變形、強度特征和蠕變特性,建立含礫滑帶土的蠕變模型;結合數值模擬方法,探索含礫滑帶土礫-土變形機理及礫石的空間運動規律,揭示滑帶變形過程中礫-土相互作用過程及機制,為正確認識水庫運行條件下滑坡活動機理提供依據。
英文摘要 The research object of this project is gravel-bearing slip soil which has certain representativeness on Three Gorges Reservoir Area. By analyzing the effect of periodic changes of the reservoir water level on the engineering geological environment of the sliding zone, the characteristics and its evolution law of effective stress field, moisture field and temperature field can be obtained. With CT scan and digital image processing technologies, characteristics of gravel fabric in the slip soil is described. By using large scale triaxial test, creep test and numerical simulation methods, we can get the deformation, the strength characteristics and creep properties of gravel-bearing slip soil. The experiments and simulation will be performed with the consideration of the fluctuation of reservoir water level, that is to say the moisture content, confining pressure and temperature will be changed individually and couplingly. The creep model of gravel-bearing slip soil can be established according to the experimental results. Combined with numerical simulation methods, gravel - soil deformation mechanism and movement law of gravel will be explored, and gravel - soil interaction processes and mechanisms during the slip zone deformation process can be revealed also. The experimental results can provide a good understanding of landslide mechanisms under the conditions of reservoir operation.
結題摘要 在自然界中,廣泛分布著一類粗、細顆粒混雜,具有一定含石量、極端不均勻的松散地質體,導致了其物理力學性質非常復雜。該地質體以礫石(塊石)為骨料,其含量、粒度、空間分布等組構特征對這類地質體的性質影響非常顯著。三峽庫區馬家溝滑坡滑坡體主要由坡積形成的粉質粘土夾碎塊石構成,礫石或者碎石的含量約為20%~30%,直徑約為2~100mm,因其滑帶發育在基巖界面和松散層內,故含礫。本項目以馬家溝含礫滑帶土為研究對象,通過建立分布式光纖監測系統,對庫水位周期變動條件下滑帶工程地質環境的變化進行監測,得到了滑坡體的變形、應力、水份和溫度等多場多參量的分布特征和演化規律,建立了滑坡數值計算模型,為含礫滑帶土室內試驗和數值模擬試驗提供依據。根據滑帶的物質組成和礫石的組構特征,制作了三軸剪切試樣,通過試驗得到了不同含石量土體的變形、強度特征。通過三軸蠕變試驗和三軸應力松弛試驗研究了含礫滑帶土的流變特征,建立含礫滑帶土的流變模型。提出了礫石組構的三維數字化重建方法,利用CT掃描和數字圖像處理技術,得到了含礫滑帶土試樣內部礫石的粒度組成、形態、輪廓和空間分布等組構特征。基于幾何不變性,實現了對不同狀態下礫石的識別,提出采用迭代最近點算法,對礫石進行空間配準,得到了三軸剪切過程中礫石的空間運動和姿態的變化。同時,根據CT影像建立了FLAC3D和PFC3D數值計算模型,對礫石的運動和礫-土的相互作用進行了模擬,分析了礫石組構特征對剪切帶發育的影響,揭示了滑帶變形過程中礫-土相互作用過程及機制,為正確認識水庫運行條件下滑坡活動機理提供了依據。

成果

序號 標題 類型 作者
1 Land Subsidence Due to Deep Groundwater Withdrawal in Northern Yangtze River Delta Area 會議 Dan Zhang|Jin-shun Feng|Ming-zhu Chen|Wei-hua Shan|
2 Bank Slope Monitoring with Integrated Fiber Optical Sensing Technology in Three Gorges Reservoir Area 會議 Bin Shi|Yijie Sun|Hengjin Tong|Guangya Wang|
3 Integrated Fiber Optical Sensing Technology for Landslide Monitoring 會議 Yijie Sun|Bin Shi|Hengjin Tong|Hongxian Wang|
4 土石混合體礫-土接觸面參數的敏感性分析 期刊 張丹|李長圣|施斌|陳曉雪|
5 分布式傳感光纜循環疲勞性能的測試方法 期刊 張丹|閆繼送|李博|施斌|

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