强地震荷载下含裂隙岩质边坡沿深度变化的受力分析方法技术

本发明专利技术提供的强地震荷载下含裂隙岩质边坡沿深度变化的受力分析方法，包括a.建立含裂隙岩质边坡相似模型，并且在所述含裂隙岩质边坡相似模型预置不同角度的裂纹；b.向所述含裂隙岩质边坡相似模型输入模拟地震波；c.根据输入模拟地震波后的含裂隙岩质边坡相似模型的受力结果，获取裂隙对坡体内力在地震荷载下的影响；本发明专利技术从微观的角度揭示岩质边坡在动荷载作用下变形破坏的机理，提出一种新的基于断裂力学的动态岩石破坏强度准则，有助于提出合理经济的防护支挡体系，降低灾后破损坡体对周边环境影响。通过本发明专利技术的分析方法可以建立规范化边坡设计方法，为其在滑坡治理、高陡边坡防护等工程中的推广运用奠定完善的研究基础和依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及边坡工程领域，尤其涉及一种。
技术介绍
我国是多地震国家，近年来发生过多次强烈地震，如唐山大地震、汶川大地震等。根据近几十年的地震次数和地震烈度分析，我国发生的地震有增大的趋势，并且有震源浅，强度大，频率高的特点，主要集中在中西部地区。同时我国又是一个多山国家，特别是西南地区有大量的自然边坡，由于西部大开发战略的实施，建设了大量基础设施，公路、铁路、房屋建设、桥梁等。在山区进行工程建设，由于地形地貌较复杂，各种类型的岩质边坡工程非常常见。岩石是自然界最为复杂的固体材料之一，在漫长的地质历史过程中，经历了多次地质构造应力场的作用和改造，使原本完整的岩体变成不同程度损伤的地质体，从而产生了形态各异、大小不等的节理、裂隙等结构面，甚至断层。近年来，随着岩土工程规模的不段扩大，工程问题不断增多，由于岩体中含有各种缺陷，包括微裂纹、孔隙以及节理裂隙等宏观非连续面，岩质边坡的稳定性与岩体中裂纹相互作用和贯通特性息息相关。岩石断裂力学给出了均质材料中特殊单一裂纹或者规律性分布裂纹的扩展准则和扩展方向，但是在复杂多裂纹岩石的理论研究方面往往不如人意。综上所述，含裂隙岩质边坡在地震荷载作用下，其受力机理相当复杂，目前，国内外针对边坡静力稳定性分析理论有很多而且已经发展的比较成熟，而边坡动力稳定性分析还在发展阶段不够完善。同时，针对岩质边坡稳定性的研究分析中，只考虑岩石裂隙的存在对边坡稳定性的影响，或者只考虑地震作用对岩质边坡稳定性的影响，很少有研究同时针对裂隙和地震荷载同时作用对岩质边坡的稳定性的影响进行分析研究。同时，在设计参数优化方面，目前研究成果通常都是针对某一具体工程，得到的典型参数具有特定区域性，代表性不足。并且目前基本都是针对单一问题进行研究，很少有综合考虑多重因素对边坡稳定性的影响，不足以作为边坡稳定的充分判据。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种，以解决上述问题。本专利技术提供的，包括a.建立含裂隙岩质边坡相似模型，并且在所述含裂隙岩质边坡相似模型预置不同角度的裂纹；b.向所述含裂隙岩质边坡相似模型输入模拟地震波；c.根据输入模拟地震波后的含裂隙岩质边坡相似模型的受力结果，确定裂隙对坡体内力在地震荷载下的影响。进一步，步骤c还包括Cl.获取相似模型在反复动荷载作用下裂纹的演化过程。3、根据权利要求2所述的，其特征在于:步骤Cl之后还包括c2.根据在不同荷载情况下裂纹的演化过程，确定相似模型在反复动荷载作用下裂纹的演化机理。进一步，根据裂纹线场理论获取脆断区长度和荷载之间的关系，确定裂纹扩展的演化机理。进一步，所述裂纹扩展的演化机理的确定过程包括:S1.分析含裂隙岩质边坡相似模型在反复动荷载作用下裂隙岩体损伤断裂过程，s2.获取裂隙岩体损伤演化规律和损伤演化过程的能量耗散机制，得出裂纹间断应力场能量场，s3.确定出裂纹的启裂扩展方向，s4.获取含裂隙岩质边坡相似模型在不同荷载情况下到裂纹的演化过程。进一步，根据裂纹扩展的演化机理，建立断裂计算模型，所述断裂结算模型为在反复动荷载作用下裂隙扩展与连接的力学模型。进一步，通过无网格粒子法计算模拟所述断裂计算模型。进一步，将所述断裂计算模型运用到典型坡体结构，获取复杂裂隙对坡体内力在地震荷载下的受力影响。进一步，建立含裂隙岩质边坡的渗流-应力耦合模型，通过所述含裂隙岩质边坡的渗流-应力耦合模型，进行裂隙水对裂隙岩质边坡的受力分析。进一步，所述含裂隙岩质边坡的渗流-应力耦合模型根据含裂隙岩体边坡的渗留场利用离散网络模型建立。本专利技术的有益效果:本专利技术根据含裂隙岩质边坡在强地震作用下的破坏过程，从微观的角度揭示岩质边坡在动荷载作用下变形破坏的机理，提出一种新的基于断裂力学的动态岩石破坏强度准则，明确含裂隙岩质边坡在地震波传播过程中应力应变状态，可以针对性的解决边坡破坏后块体的飞落对坡体周边的影响，并提高含裂隙岩质边坡在强地震荷载下的稳定性，提出合理经济的防护支挡体系，降低灾后破损坡体对周边环境影响。通过本专利技术的分析方法可以建立规范化边坡设计方法，为其在滑坡治理、高陡边坡防护等工程中的推广运用奠定完善的研究基础和依据。【附图说明】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述:图1是本专利技术的原理示意图。图2是本专利技术的流程示意图。图3是本专利技术的无网格法计算模型示意图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述:图1是本专利技术的原理示意图，图2是本专利技术的流程示意图。如图1、2所示，本专利技术中的，包括a.建立含裂隙岩质边坡相似模型，并且在所述含裂隙岩质边坡相似模型预置不同角度的裂纹；b.向所述含裂隙岩质边坡相似模型输入模拟地震波；c.根据输入模拟地震波后的含裂隙岩质边坡相似模型的受力结果，确定裂隙对坡体内力在地震荷载下的影响。本专利技术采用相似材料制作相似模型，并且预制不同角度的裂纹，通过向所述含裂隙岩质边坡相似模型输入模拟地震波，观察相似模型在轴向荷载和切向荷载作用下裂纹的演化过程，推导出裂纹间断应力场能量场，确定出裂纹的启裂扩展方向，得到在不同荷载情况下到裂纹的演化过程，明确反复动荷载作用下裂纹的演化机理，在此基础上，从岩石破坏的微观角度，将断裂力学的概念引入到岩石强度理论研究中，提出一个新的在反复动荷载作用下含裂隙岩体的强度准则。在本实施例中，根据相似模型研究裂隙岩体在反当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强地震荷载下含裂隙岩质边坡沿深度变化的受力分析方法，其特征在于：包括a.建立含裂隙岩质边坡相似模型，并且在所述含裂隙岩质边坡相似模型预置不同角度的裂纹；b.向所述含裂隙岩质边坡相似模型输入模拟地震波；c.根据输入模拟地震波后的含裂隙岩质边坡相似模型的受力结果，确定裂隙对坡体内力在地震荷载下的影响。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏毓超，伍川生，赵宁雨，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85