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我国是世界上地质灾害最为严重的国家之一，其中降雨诱发的堆积体边坡地质灾害数量众多、规模巨大、分布范围广，严重危害人民群众的生命财产安全和基础设施建设。作为堆积体的组成物质，土石混合体具有明显的非均质性、非连续性以及尺寸效应。目前研究中缺乏描述土石混合体力学强度特性的定量表征方法，影响了堆积体边坡稳定状态的合理评估。
武汉岩土所土石混合体边坡灾变特征的虚单元方法研究取得进展（图）
土石混合体 岩土工程界 固体力学 边坡类型
2022/5/6
土石混合体是由强度较高的大型块石和松软的土体混合而成的多相体系。近年来，土石混合体材料作为一种特殊的岩土介质越来越受到岩土工程界的重视。土石混合体边坡是自然界中常见的一种边坡类型，具有明显的不均匀性和不连续性。传统的有限元方法在模拟土石混合体边坡灾变过程时，存在网格依赖性等不足。
土石混合体是一种具有复杂结构的非连续介质，其细观结构对强度特性具有重要影响。基于随机生成多边形块体技术，生成土石混合体概念模型，引入形状系数衡量块石凹凸程度。通过东岭信滑坡堆积体室内试验标定颗粒流数值模拟的细观参数，开展双轴试验模拟，研究块石凹凸性、块石分布倾角、边界条件和含石量4种因素对土石混合体强度特性的影响，探讨块石形状的凹凸性对土石混合体强度产生影响的主要原因。结果显示：块石凹凸程度和含石...
工程中普遍存在的土石混合体以其复杂的工程地质力学性质越来越受研究者的关注。由于“块石”的存在使得土石混合体在细观层次上呈现明显的结构性特征，这种结构性将影响甚至控制着其变形破坏机制及宏观力学特征。本文借助三维颗粒离散元分析软件YADE分别从含石量、试样尺寸、强度特性等角度对土石混合体的力学性质开展了一系列的数值直剪试验研究工作，并取得了一些有意义的研究成果：在含石量及粒度组成相同的情况下土石混合体...
土石混合体是自然界中分布广泛的一种地质材料, 受组分多样性, 块石粒径大小不一和块石空间分布位置随机等因素的影响, 其物理力学性质十分复杂。在土石混合体边坡的稳定性分析中, 以往大多将其简化为均匀地质体结构而不考虑块石的影响。该文采用有限元强度折减法, 对土体和四种不同类型块石分布的土石混合体边坡分别在自重状态(准静态)和打桩作用(动态)下的稳定性进行了分析, 探讨了块石空间分布对剪切带和边坡稳定...
基于数码图像土石混合体结构建模及其力学结构效应的数值分析
结构建模 数码图像
2010/2/4
基于数码成像原理分析，利用土石混合体中块石与土体颜色属性的巨大差异，提出基于数码图像的土石混合体结构模型自动生成方法，并开发相应程序，以最直接、快捷、准确地反映土石混合体的空间结构。在此基础上，利用有限元数值模拟技术分析土石混合体的力学结构效应，也即在单轴压缩条件下土石混合体的高非均匀与非均质引起其应力场的结构效应非常显著，试样内应力的分布基本受块石的分布与形状控制。研究结果可为工程提供一定的参考...
露天坑回填土石混合体的渗流特性及颗粒元数值分析
渗流特性 土石 露天坑
2009/12/2
针对土石混合体的渗透性，结合唐钢司家营铁矿III采场露天转井下的回填土石混合体工程，采用室内试验、现场试验和数值模拟的方法对其进行系统地研究，得出土石混合体的渗透系数与其非均匀度近似存在线性关系，渗透系数与混合土的孔隙比成正比；合理控制回填废石的粒径级配，降低平均粒径与非均匀度，可有效降低回填土石混合体的渗透性。通过颗粒元数值正交试验确定对土石混合体的渗流量影响顺序，并二次逐步回归出回填层厚度，水...
基于分形理论的土石混合体强度特征研究
土石混合体 分形理论
2009/7/22
从土石混合体的非线性特性出发，应用分形几何理论研究土石混合体的强度特征。通过大型三轴试验，对不同粒度分维不同围压下土石混合体的应力–应变特性、强度参数特征及峰值强度特征进行分析；并讨论强度参数、峰值应力差与粒度分维值的关系。结果表明：土石混合体的应力–应变特性相似于岩石典型应力–应变曲线；不同粒度分维的土石混合体强度包线总体呈线性性质，粒度分维值对强度影响很大，其与抗剪强度的关系近似一抛物线；对于...
基于附加质量的土石混合体边坡地震响应研究
边坡 土石混合体 附加质量
2009/7/22
基于附加质量法，并利用ABAQUS强大的二次开发功能，对金沙江中游梨园水电站左岸一土石混合体边坡在蓄水后地震作用下的稳定性进行分析研究。结果表明：在整个地震历程中，边坡岩土体运动速度不但在数值上呈现波动，而且其运动方向也呈现急剧的变化，这种循环往复的变化将是导致岩土体失稳的重要原因；在地震波传播过程中，由其产生的巨大冲击波使边坡浅部岩土体整体朝向坡外运动，但由于库水压力的作用，库水位以下边坡体呈现...
库水位升降作用下大型土石混合体边坡流-固耦合特性及其稳定性分析
土石混合体边坡流 升降作用 库水位
2009/7/22
以金沙江中游梨园电站坝前大型土石混合体边坡为例，基于精细地质结构模型，研究其在蓄水及库水位骤降过程中的流–固耦合及相应的稳定性变化特征。结果表明：蓄水初期边坡地表变形较为缓慢，当库水位达到某一高程时，其地表变形呈现陡增趋势；在蓄水初期边坡的稳定性有所下降，当上升至某一临界水位后边坡稳定系数达到最低值，而后随着库水位的上升有所回弹；库水位骤降对边坡稳定性影响较大，且其稳定系数下降随着骤降幅度的增大而...
利用分形理论论证土石混合体的层次性，建立土石混合体的二维分形结构模型，提出粗、细料无标度区间粒度分维值的概念；通过100组筛分析实验分析土石混合体的粒度分形特征并分析其与含石量的关系；通过大型三轴试验分析土石混合体的粒度分维值与抗剪强度的关系。研究结果表明：土石混合体具有统计意义上的自相似性，一般存在2个粒度无标度区间，具有2个粒度分维值，但对于最优级配土石混合体是一维分形；土石混合体粒度分维值与...
土石混合体是一种力学性质极其复杂的特殊的工程地质体，它的存在会对工程带来极大的危害。由于其物理力学性质较为复杂且试样难以采集，目前对它的研究还不够深入。为进一步研究土石混合体的变形破坏特征，对虎跳峡龙蟠右岸地区分布的土石混合体选取6个试验点分别进行了天然状态下(3个)和浸水条件下(3个)的原位大型水平推剪试验，取得一些有意义的研究成果。通过现场试验，得出了该区土石混合体在不同条件下的强度特征和应力...