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崩积混合体直剪试验与PFC2D 数值模拟分析

2014-02-17薛亚东刘忠强

岩土力学 2014年2期

薛亚东,刘忠强,吴 坚

(1.同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092;2.同济大学 地下建筑与工程系,上海 200092;3.Norwegian Geotechnical Institute,Oslo 0806;4.浙江公路水运工程咨询公司,杭州 310004)

1 引言

崩积混合体是由土和石构成的复杂地质体,其性质完全不同于土或岩石,表现出强烈的非均质性与各向异性。自20 世纪90年代开始,越来越多的国内外学者开始针对这种特殊地质材料展开研究,但目前为止对其还没有一个统一的命名。文献中较常见的名称有混杂岩(mélange,法语);bimrock or bimsoil(block in matrix)[1];崩积体(colluvium)[2-3];土石混合体(soil-rock mixture)[4-6];砾石土或岩堆体(talus)[7];并构岩[8],国内采用“土石混合体”的叫法较普遍。本课题组在开展相关研究的过程中认为,“土石混合体”体现了这种材料的组成特点,明确易懂,但很容易与土石坝等工程中的“人工土石混合材料”相混,因为研究的对象主要是“自然”形成的地质体,与“人工”土石混合体存在显著不同,并考虑到造成滑坡的“灾源”多为崩塌-堆积而形成的混合地质体,称作“崩积混合体”似乎更合理。图1为崩积混合体地层组成示意图,图2为现场崩积体照片。

由于成因的复杂性,混合体组成材料的力学特性空间变异性大,表现出强烈的非均质性。在高速公路等工程建设中,路堤填方量和路堑挖方量大、路堑边坡陡峻,加之气候多雨、地震活动较频繁,崩积体一经扰动即可能产生滑塌(见图2)。随着国家经济的快速发展以及西部大开发战略的实施,我国西南山区要修建众多的山区高速公路和山区铁路以及大型水库电站。……

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