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基于临界状态的边坡渐进破坏力学模型分析及应用

吴益平 卢里尔 薛阳

吴益平, 卢里尔, 薛阳. 基于临界状态的边坡渐进破坏力学模型分析及应用[J]. 地质科技通报, 2020, 39(5): 1-7. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0501
引用本文: 吴益平, 卢里尔, 薛阳. 基于临界状态的边坡渐进破坏力学模型分析及应用[J]. 地质科技通报, 2020, 39(5): 1-7. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0501
Wu Yiping, Lu Lier, Xue Yang. Application of landslide progressive failure mechanical model based on the critical stress state[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(5): 1-7. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0501
Citation: Wu Yiping, Lu Lier, Xue Yang. Application of landslide progressive failure mechanical model based on the critical stress state[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(5): 1-7. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0501

基于临界状态的边坡渐进破坏力学模型分析及应用

doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0501
基金项目: 

国家自然科学基金项目 41977244

国家重点研发计划项目 2017YFC1501301

详细信息
    作者简介:

    吴益平(1971-), 女, 教授, 博士生导师, 主要从事地质灾害方面的教学与科研工作。E-mail:ypwu@cug.edu.cn

  • 中图分类号: TU458+.4

Application of landslide progressive failure mechanical model based on the critical stress state

  • 摘要: 边坡条分法物理意义是以强度折减表征材料峰值强度的下降程度。以不平衡推力部分强度折减法为例,推广传统假设,应用理想弹塑性模型和全过程剪应力-应变模型,在峰值剪应力和峰值应变相等条件下,模拟边坡的渐进破坏过程;提出了临界状态决定法,随着临界状态逐步移动,边坡不平衡力和驱动力越来越大,抗滑力越来越小,直至整体处于破坏状态。以湖北省恩施州稻池村边坡为例,以3种数值(部分强度折减、理想弹塑性和全过程剪应力-应变本构)模型揭示边坡渐进破坏过程中各参量变化特征。结果表明:3种数值条块法均能描述稻池村边坡渐进破坏过程,基于条分法和理想弹塑性模型部分强度折减系数大于全过程剪应力-应变本构模型稳定系数。

     

  • 图 1  边坡稳定分析条块划分图

    Figure 1.  Scheme of slice block layout of slope

    图 2  相连条块间应变及矢量关系图

    Figure 2.  Scheme of shear strain between slice blocks and its tensor relation

    图 3  条块分解表示图

    Figure 3.  Scheme of slice block decomposition

    图 4  恩施州稻池乡滑坡平面图

    Figure 4.  Scheme of Daochixiang landslide in Enshi

    图 5  滑坡Ⅰ-Ⅰ′剖面图

    Figure 5.  Ⅰ-Ⅰ′ profile of Daochixiang landslide

    图 6  稻池乡滑坡条块划分图

    Figure 6.  Block division diagram of Daochixiang landslide

    图 7  传统稳定系数1.50时各条块受力分布

    Figure 7.  Force distributions under the SF=1.50

    图 8  部分强度折减系数和剩余稳定系数关系

    Figure 8.  Relation of PSRM Fi and Fzsi with critical stress state slice block

    图 9  临界条块为第12块时条块滑面力分布特征

    Figure 9.  Force distribution for the twelfth slice in the critical stress state

    图 10  临界条块为第18块时条块滑面力分布特征

    Figure 10.  Force distribution for the eighteenth slice in the critical stress state

    图 11  临界条块为第24块时条块滑面力分布特征

    Figure 11.  Force distribution for the twenty-forth slice in the critical stress state

    图 12  不同临界状态条块(CSN)的理想弹塑性模型和全过程剪应力-应变本构模型的MTM稳定系数

    Figure 12.  Relation between the MTM and the CSN of PEPM and PCPM under different CSN

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  • 收稿日期:  2020-02-27

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