巴东组泥岩蠕变力学特性及边坡变形与支护的时效性研究

发布时间：2024-04-19 05:54

　　巴东组泥岩是红层软岩的一种,是典型的易滑地层,因此研究巴东组泥岩的力学特性有着十分重要的意义。本文以巴东组泥岩为研究对象,开展了一系列室内瞬时力学试验和蠕变力学试验,在充分掌握了巴东组泥岩的力学特性基础上,建立了适用于巴东组泥岩的非线性蠕变本构模型,并采用最小二乘法对蠕变本构模型进行参数识别,对新建的蠕变本构模型进行了程序的二次开发和验证,最后应用二次开发的creep子程序建立数值模型,对边坡在支护前后表现出来的时效性变形特征进行了分析,主要研究内容和结论如下:(1)影响巴东组泥岩力学性质最根本的原因是巴东组泥岩的物质成分,其产生崩解性和膨胀性的原因为其内部存在的Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺等交换性阳离子,这些离子吸附在泥岩颗粒表面,使得岩石颗粒具有较高的亲水性。巴东组泥岩富含高岭石、伊利石和蒙脱石等黏土矿物,在水介质参与过程中,会发生一系列的溶解、离子交换,容易造成矿物间孔隙的扩大的同时造成矿物间的联结能力降低,在外力作用下,最终导致巴东组泥岩内部微观裂纹的扩展,进而造成岩石的破坏。(2)在单轴和三轴常规压缩试验下,分析了...

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图2.1巴东组泥岩的颗粒状泥质结构

图2.1巴东组泥岩的颗粒状泥质结构水状态影响明，巴东组泥岩富含亲水性矿物和离子，因内部颗粒和矿物之间的胶结能力，而胶结能

图2.2#1岩样遇水-烘干循环条件下裂缝扩展如图2.2所示，#1岩样在干湿循环5次后，岩样表面出现明显的裂隙，但是

（d）干湿25次（e）干湿30次（f）干湿35次图2.2#1岩样遇水-烘干循环条件下裂缝扩展所示，#1岩样在干湿循环5次后，岩样表面出现明显好；循环15次后，在水的作用下，沿已经形成的裂缝加发育，岩样仍较完整；循环20次后，岩样内部裂隙

图2.31#岩样断裂面

图2.31#岩样断裂面明显的水理性质，除局部少量块石剥落外两部分，其原因为岩体内部结构面胶结能环条件下，岩样首先以结构面作为软弱面

图2.4#2岩样干湿循环条件下裂缝扩展

（g）干湿50次后完全碎裂图2.4#2岩样干湿循环条件下裂缝扩展#2岩样在长期浸泡情况下，岩样表明裂量裂隙；循环25次后，岩样表面裂缝接近局部块石剥落；当循环35次、40次、4

本文编号：3958317