灰岩地区危岩类砌体结构破坏解体机制研究

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1、分类号P642.21单位代码10618密级学号2120081005硕士学位论文灰岩地区危岩类砌体结构破坏解体机制研究研究生姓名王小委导师姓名及职称陈洪凯教授，唐红梅教授申请学位类别工学学位授予单位重庆交通大学一级学科名称土木工程论文提交日期2015年9月6日二级学科名称岩土工程论文答辩日期2015年9月27日中国重庆2015年9月ResearchonfailuremechanismofQuasi-masonryUnstableRockBlockinLimestoneAreaADissertati

2、onSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangXiaoweiSupervisor：Prof.ChenHongkaiProf.TangHongmeiChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研

3、巧做出重要贡献的个人和集体，均已在文中从明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。￣＂台；日期曰学位论文作者签名务；＞巧申月去《ｙ重庆交通欠学学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可臥将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保巧和汇编本学位论文。同时授较中国科学技术信

4、息研究所将本入学位论文收录到《中国学位论文全文数据、库》，并进行信息服务（包括但不限于汇编貧制、发行、信息Ｎ络传播等），同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。学化论文作者签名：令户杂指导敢师签客日期：年月２＾日日期：公０啤月＞ｒ日叩＾本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社ＣＮＫＩ系列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》化版程规章定享受相关权益。ｒ学位论文者签：名指导教师签名作；Ｊ；＾＾｜：：舟：曰期啤曰期月：自

5、＿３月曰》＞：矿＾摘要灰岩地区危岩“类砌体结构”特征导致危岩体破坏时呈现与砂岩地区危岩破坏不同现象，灰岩地区危岩体破坏后解体现象十分显著，所形成的崩塌灾害具有群发性。因此，开展灰岩地区危岩类砌体结构破坏解体机制研究对于科学认识三峡灰岩地区崩塌灾害形成机制具有重要意义。本文以重庆市巫山县望霞危岩为实际工程背景，采用有限元数值模拟方法、材料力学、断裂力学理论结合室内小尺度模型试验研究灰岩地区危岩类砌体结构破坏解体机制。主要研究成果如下：（1）针对灰岩地区危岩，采用实地踏勘及野外地质调查的形式，构建了

6、适合于分析灰岩地区危岩类砌体结构破坏机制的地质模型。定义了危岩高台比（H/B）的概念，将危岩高台比H/B＞1时的危岩破坏解体类型定义为“类砌体结构顶部拉剪解体机制”；将危岩高台比H/B＜1时的危岩破坏解体类型定义为“类砌体结构底部拉剪解体机制”。（2）针对“类砌体结构顶部拉剪解体机制”，采用有限元数值模拟方法，分析获得了顶部拉剪解体型危岩体内部拉剪区域随危岩悬高比c/H、高宽比H/b及危岩体倾角θ的变化规律。在类砌体型危岩砌块交界处定义初始裂纹，引入断裂力学边裂纹拉剪破坏模型，据此采用断裂力学经典

7、解答，分析了类砌体结构顶部拉剪解体机制，获得了不同悬高比c/H、高宽比H/b及危岩体倾角θ的危岩解体判据；以重庆市巫山县望霞危岩区内W1危岩体为例，预测了该危岩体开裂区分布图。同时针对“类砌体结构底部拉剪解体机制”，采用类似方法获得了不同高宽比H/b及危岩体倾角θ的危岩解体判据。以重庆市巫山县望霞危岩区内W2危岩体为例，预测了该危岩体开裂区分布图。（3）将类砌体型危岩视为一能量体系，建立系统能量方程，推导危岩体座滑过程中能量释放量，同时构建了与此过程对应的危岩体突发性解体判据。以望霞W2危岩为例，

8、预测该危岩体座滑偏转到倾角34°时即可能发生突发性解体现象。（4）实施了三个高度530mm、795mm和1060mm，三个宽度230mm、345mm和460mm，三个倾角80°、70°和60°，以及三种粘结方式无粘结、粘土粘结和M5砂浆粘结共计81组试验工况的81个模型倾倒过程解体试验，发现类砌体型危岩高宽比越大，发生倾倒时初始开裂位置的相对高度越小；类砌体型危岩倾角越大，发生倾倒时初始开裂位置的相对高度越高；粘结方式对类砌体型危岩初始开裂位置无影响，但粘结方式能决定危岩体在倾倒过