基于结构面流变特性的重庆市某干线公路顺层滑坡数值模拟研究
2012-06-13赵宝云陈志平董倩王思长
重庆建筑 2012年9期
赵宝云,陈志平,董倩,王思长
0 引言
重庆作为山地城市,地形高差起伏,地层以一套陆域河湖相碎屑沉积岩,岩性以泥岩和砂岩的不等厚互层为主,构造条件简单,主城区范围内的构造断层少见,岩层均是单斜出现,受干线公路的建设切割影响,形成了与岩层倾向一致的顺向岩质滑坡[1]。受到切割影响的滑坡体较软弱的结构面的临空,导致滑坡岩体沿结构面的整体滑移和失稳,给重庆市干线公路的运营带来了巨大的经济损失。大量工程实践表明,此类滑坡并不是在形成之初就发生滑移,而是具有明显的时效特征。因此,开展此类滑坡软弱结构面的流变特性研究具有极其重要的工程意义和理论价值。
近年来,国内外众多学者[2-5]针对结构面岩体的流变力学特性进行了大量的试验和理论分析,并提出了各种模拟节理剪切蠕变特性和长期强度特征的本构模型。然而,上述研究多集中在室内试验或理论研究方面,对具体工程问题还有待进一步研究。为此,本文在已有研究的基础上,采用非线性粘弹塑性流变模型对重庆市某干线公路典型顺层滑坡进行了数值模拟研究,深入分析了结构面流变作用下滑坡体位移、应力以及安全系数等的变化,旨在揭示此类滑坡的结构面蠕变垮塌机理。
1 流变模型及数值计算模型
1.1 非线性粘弹塑性流变模型
考虑到结构面受降雨、风化等因素的弱化,本文将粘性元件进行了折减,并与塑性元件并联组成非线性粘塑性模型,将该非线性粘塑性模型与三元件广义Kelvin流变模型串联,组成如图1所示岩石非线性粘弹塑性流变模型[6]。……
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