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高压力下层间错动带残余强度特性和颗粒破碎试验研究

2012-09-20冯夏庭邵建富卢景景江亚丽

岩土力学 2012年11期

赵 阳 ,周 辉,冯夏庭,邵建富 ,江 权,卢景景,江亚丽,黄 可

(1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点试验室,武汉 430071;2. 华北水利水电学院 资源与环境学院,郑州 450011;3. 法国里尔科技大学 里尔力学试验室,法国,里尔 59655;4. 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院,杭州 310014)

1 引 言

层间错动带(泥化夹层)是软弱岩体在构造运动过程中发生破碎、错动形成破碎夹层,并在地下水及风化作用下软弱甚至泥化而形成的,常在水电工程建设中遇到(如葛洲坝,小浪底,白鹤滩)。由于与母岩相比层间错动带具有较低的力学特性,被认为是工程中最薄弱的环节,并对整体工程的稳定性起决定性作用。根据大量工程实例[1-3],层间错动带具有以下特性:①一般孔隙比较小(<0.6),往往由于其揭露处较深,上覆岩体较厚;②天然含水率较低,在天然情况下已接近固态或者半固态;③抗剪强度已接近或者达到残余强度,由于在地质历史时期经过较大挤压和剪切错动,剪切面上的颗粒已不同程度地定向排列。

Skempton[4]认为,残余强度是试样在排水条件下经过较大位移所达到的最小剪切应力值。残余强度与试样的矿物成分[5-6](如Atterberg界限)、颗粒组成[5-7]、法向应力大小[8]、剪切速率[9]以及孔隙水的化学成分[10]等因素有关。但如前所述,层间错动带往往赋存于岩体较深处,其在天然状态下处于现场地应力(高压)环境中,而目前残余强度试验成果多集中在较低法向应力(0~2 MPa)[2,11],但深埋土在高压下(一般认为,试验应力大于1 MPa)的力学性质与常规土力学试验得到的参数有着不可忽略的差别[12]。……

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