[发明专利]一种确定循环动荷载下泥化夹层动强度及动强度指标的方法

说明书

本发明公开了一种确认循环动荷载作用下泥化夹层动强度及动强度指标的方法，首先根据现场采取的泥化夹层样，按照若干种不同基本物理性质指标因素和若干种不同赋存环境因素的若干种因素水平，进行排列组合，将泥化夹层试样分为若干组；将上一步中的若干组泥化夹层试样按照土工室内试验规程分别进行动三轴试验，并记录每一组泥化夹层试样的试验数据；根据上一步中的每一组泥化夹层试样的试验数据，获得各组泥化夹层动强度；根据上一步获得的不同条件下泥化夹层试样的动强度，获得每一组泥化夹层试样的动强度指标。本发明能够确定泥化夹层动强度随循环破坏周次的变化规律，为含泥化夹层岩质边坡等复杂岩体工程的抗滑稳定设计提供可靠的试验参数。

技术领域

本发明涉及泥化夹层工程特性研究领域，具体涉及一种确定循环动荷载下泥化夹层动强度及动强度指标的方法。

背景技术

随着国民经济的高速发展，矿山开采、水利水电建设、交通建设、山区城市化建设等人类工程活动的规模和范围日益扩大，越来越多的涉及岩质边坡的工程问题成为工程研究的重点。根据已有资料显示，在国内外的大中型水电工程项目中，有九十多座坝基或坝肩岩体内均发育有泥化夹层带，有至少三十座大坝在设计和施工过程中需考虑泥化夹层带的影响。因泥化夹层带的存在，云南澜沧江漫湾水电站左岸边坡失稳的治理工程耗资1.2亿元，工期延误一年之久，总损失超过10亿元；李家峡、葛洲坝、小浪底、向家坝等工程的坝基边坡稳定与处理都成为了工程设计和施工中的重大难题。除此之外，还有很多含泥化夹层的坝基边坡工程曾出现严重的工程事故。如：1963年意大利阿尔卑斯山区的Vaiont水库近坝地段滑坡，导致拱坝失效，造成坝下游近3000人的死亡；加拿大Frank滑坡、英国南威尔士采区滑坡、欧洲的德国东部Sedlitz矿山滑坡等；以及2002年发生在四川金顶集团峨眉水泥厂的“3.15 滑坡”造成8人死亡等。

泥化夹层是层状岩体常见的特殊软弱结构面，是一种软弱岩组，能反映陆相碎屑建造软弱相间的多元沉积特征的薄层粘土质砂岩与页岩的互层。它是软弱夹层中工程性质最差、强度最弱的关键部位，是引起岩质边坡滑动失稳的重要内因，是坝基边坡抗滑稳定设计与施工的控制因素。循环荷载作用下泥化夹层土的动强度研究设计到岩石力学、土力学、工程地质等多门学科，针对含泥化夹层复杂岩质边坡的稳定性问题，特别是在循环扰动作用下的动力失稳机制研究是边坡稳定性研究中必须面对和解决的关键性问题。

在爆破开挖、地震、交通荷载、波浪荷载等动荷载作用下，泥化夹层诱发工程岩体失稳灾害时有发生。但针对泥化夹层动强度特性的研究少且尚不够深入，仅有极少数文献资料针对黄河小浪底边坡泥化夹层的动力特性进行简要描述，为确定动荷载条件下泥化夹层的强度参数提供一定参考。但并没有针对泥化夹层的动强度变化规律进行详细描述，也没有针对各影响因素对泥化夹层动强度的影响机制进行充分研究；因此，本发明针对一种确定循环动荷载下泥化夹层动强度方法的研究是对含软弱夹层复杂岩质边坡动力失稳机制的深入探索，具有重要的理论与实际意义。研究成果可为预防含软弱夹层复杂岩质边坡动力失稳灾害提供科学指导，为含软弱夹层复杂岩质边坡长期稳定性与爆破安全控制提供技术支撑。

发明内容

本发明是提供一种确定循环动荷载下泥化夹层动强度及动强度指标的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案包括但不仅包括以下步骤：

一种确定循环动荷载作用下泥化夹层动强度及动强度指标的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：泥化夹层试样分组：根据现场采取的泥化夹层样，按照若干种不同基本物理性质指标因素的若干种因素水平，和若干种不同赋存环境因素的若干种因素水平，进行排列组合，将泥化夹层试样分为若干组；

进一步，泥化夹层是一种特殊类型土，其成因机制与普通土不同，工程性质也与普通土之间存在较大差异，进行泥化夹层分组时需要先进行泥化夹层的岩矿鉴定和物质成分分析；除干湿状态、应力状态、荷载条件因素外，主要矿物成分、化学成分、颗粒级配、赋存环境因素都应考虑在内；