课题基金 / 基金详情

应力与湿热循环耦合作用下粉砂质泥岩边坡裂隙演化机理及变形控制

批准号:
52108397
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
刘杰
依托单位:
学科分类:
道路与轨道工程
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘杰

项目摘要

结项摘要

刘杰的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
粉砂质泥岩在我国南方湿热地区广泛分布,其开挖形成的路堑边坡在应力与湿热气候共同作用下,极易出现由浅入深的变形失稳现象,危害道路行车与人员安全。现有研究未充分考虑复杂赋存环境下岩体裂隙发育对力学特性的影响,在揭示裂隙粉砂质泥岩边坡变形失稳机制时存在较大局限性。鉴于此,本项目针对复杂赋存环境下裂隙粉砂质泥岩边坡的变形失稳问题,拟结合CT扫描、电镜扫描与声发射等技术,揭示应力与湿热循环耦合作用下粉砂质泥岩动态起裂、扩展及止裂的全过程时空特征与裂隙演化机理;通过单轴、三轴压缩试验,分析应力与湿热循环耦合作用下裂隙粉砂质泥岩的力学特性,建立考虑应力与湿热循环耦合效应的裂隙粉砂质泥岩弹塑性损伤本构模型;结合室内试验、现场监控及数值计算方法,分析裂隙粉砂质泥岩边坡变形破坏规律及灾变机理,提出适应复杂赋存环境下粉砂质泥岩边坡的变形控制技术。研究成果对粉砂质泥岩边坡变形控制具有重要的理论价值及科学意义。
英文摘要
Silty mudstone is widely distributed in the hydrothermal regions of southern China. Under coupling action of stress and hydrothermal cycle, the silty mudstone cut slopes are prone to deformation and instability from shallow to deep, which endangers road traffic and personnel safety. Existing research does not fully consider the influence of rock mass fracture development on mechanical strength under complex environments, and there are great limitations in revealing the deformation and instability mechanism of fractured silty mudstone slope. From this reason, a multiscale study of deformation and instability of fractured silty mudstone slopes subjected to complex environments is carried out. Combining CT scanning, electron microscopy scanning, and acoustic emission technology, the fracturing evolution mechanism and spatiotemporal characteristics of the silty mudstone dynamic cracking, expansion and arrest subjected to coupling action of stress and cyclic hydrothermal environments are revealed. Through uniaxial and triaxial compression tests, the mechanical properties of fractured silty mudstone subjected to coupling action of stress and cyclic hydrothermal environments are analyzed. The constitutive model of elastoplastic damage of fractured silty mudstone considering the coupling action of stress and cyclic hydrothermal environments is established. Based on the discrete element method and the discontinuous deformation analysis method, the deformation failure law and catastrophic mechanism of fractured silty mudstone slopes are analyzed. Deformation control technologies for silty mudstone slopes under complex environments are proposed. The research results have important theoretical value and scientific significance for the deformation control of silty mudstone slopes.
粉砂质泥岩在我国南方湿热地区分布广泛,开挖形成的路堑边坡受降雨、温度和地应力的影响,常发生大规模渐进破坏失稳,造成巨大的经济损失。为此,项目组分别开展室内试验、数值模拟和理论研究,围绕“应力与湿热循环耦合作用下粉砂质泥岩边坡裂隙演化机理及变形控制”这一中心课题,着重对粉砂质泥岩微观结构与裂隙演化机制、力学特性与强度损伤机理、损伤本构模型与边坡稳定性开展了大量研究工作,取得了系列创新性成果,主要体现在:(1)采用图像识别和数字散斑技术研究了粉砂质泥岩裂隙时空演化规律及机制,解决了湿-热-力耦合作用下泥岩裂隙演化随机性强、难以定量表征的问题;(2)研制了可模拟温度、渗流和应力耦合作用的试验装置,研究了粉砂质泥岩膨胀效应、冻胀特征及力学特性,揭示了湿-热-力耦合作用下粉砂质泥岩膨胀机制与强度损伤机理;(3)基于断裂力学理论,建立了考虑湿-热-力耦合效应的粉砂质泥岩损伤本构模型,攻克了复杂赋存环境下泥岩强度和变形难以准确预测的难题;(4)采用三维离散元技术,分析了裂隙粉砂质泥岩边坡变形规律和失稳模式,揭示了湿-热-力耦合作用下裂隙泥岩边坡灾变机理。研究成果可为裂隙软岩路堑边坡的灾变防控提供理论和技术支持。
应力渗流耦合下软土-砂砾石多层地基堤防渗透破坏机制与注浆防控技术研究
  • 批准号:
    2025JJ50301
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    刘杰
  • 依托单位:
湿热环境下软岩填筑路堤变形机制及注浆控制技术研究
  • 批准号:
    2022JJ40485
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    刘杰
  • 依托单位:
国内基金
海外基金