[发明专利]含裂隙岩质边坡在强地震下的防护方法

说明书

技术领域

本发明涉及边坡工程领域，尤其涉及一种含裂隙岩质边坡在强地震下的防护方法。

背景技术

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。由于有关强地震荷载作用下含裂隙岩质边坡稳定性的文献资料较少，且目前的研究中，多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，并不足以作为边坡稳定的充分判据。更加无法完整揭示其损伤，扩展，滑移的全过程破坏状态和破坏机理，因此亟需一种方法为建立规范化边坡设计方法，以及滑坡治理、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。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种含裂隙岩质边坡在强地震下的防护方法，以解决上述问题。

本发明提供的含裂隙岩质边坡在强地震下的防护方法，包括

a.建立含裂隙岩质边坡相似模型，并且在含裂隙岩质边坡预置不同角度的裂纹；

b.使含裂隙岩质边坡相似模型处于反复动载荷的模拟地震波作用下；

c.根据对反复动荷载作用下的含裂隙岩质边坡相似模型的计算结果，确定含裂隙岩质边坡在强地震作用下的破坏损伤区域。

进一步，步骤c还包括

c1.获取相似模型在荷载下裂纹的演化过程。

进一步，步骤c还包括

c2.根据在不同荷载情况下到裂纹的演化过程，确定相似模型在反复动荷载作用下裂纹的演化机理；

c3.采用无网格法模拟计算反复动荷载作用下岩体中裂隙扩展与连接；

c4.根据岩体中裂隙扩展与连接，确定含裂隙岩质边坡的破坏损伤区域。

进一步，步骤c之后还包括

d.根据破坏损伤区域，判定可能发生崩落岩块的体积与所处高度，确定相应支挡结构的位置与形式。

进一步，步骤d还包括通过含裂隙岩质边坡在强地震荷载下破坏后块体在破裂面的滑移、抛落与飞溅的运动规律，确定相应支挡结构的位置与形式。

进一步，所述荷载包括轴向荷载和切向荷载。

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，确定裂纹裂纹扩展的演化机理。

进一步，步骤b中所述模拟地震波为正弦波。

进一步，所述相似模型采用水泥石膏作为模型的相似材料，采用石英砂作为骨料。

本发明的有益效果：本发明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，以减少边坡破坏后块体的飞落对坡体周边的影响，提高含裂隙岩质边坡在强地震荷载下的稳定性，针对性的提出合理经济的防护支挡体系，减少生命财产损失。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1是本发明的原理示意图。

图2是本发明的流程示意图。

图3是本发明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发明作进一步描述：图1是本发明的原理示意图，图2是本发明的流程示意图，图3是本发明的原理示意图。

如图1、2、3所示，本发明提供的含裂隙岩质边坡在强地震下的防护方法，包括

a.建立含裂隙岩质边坡相似模型，并且在含裂隙岩质边坡预置不同角度的裂纹；

b.使含裂隙岩质边坡相似模型处于反复动载荷的模拟地震波作用下；