[1]黄 燕,吴廷尧.微地震振动累积荷载作用下滑带土损伤本构模型[J].华南地震,2024,(03):99-108.[doi:10.13512/j.hndz.2024.03.11]
　HUANG Yan,WU Tingyao.Constitutive Model of Soil Damage in Sliding Zone under Cumulative Load of Microseismic Vibration[J].,2024,(03):99-108.[doi:10.13512/j.hndz.2024.03.11]
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微地震振动累积荷载作用下滑带土损伤本构模型()
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华南地震[ISSN:1006-6977/CN:61-1281/TN]

卷:
期数:
2024年03期
页码:
99-108
栏目:
土木工程防震减灾
出版日期:
2024-09-30

文章信息/Info

Title:
Constitutive Model of Soil Damage in Sliding Zone under Cumulative Load of Microseismic Vibration
文章编号:
1001-8662（2024）03-0099-10
作者:
黄 燕1; 吴廷尧2; 3
1.重庆市勘测院，重庆 401147;2.重庆大学，重庆 400045;3.中建桥梁有限公司，重庆 402260
Author(s):
HUANG Yan1; WU Tingyao2; 3
1.Chongqing Survey Institute ， Chongqing 401147， China;2.Chongqing University ， Chongqing 400045， China;3.China State Construction Bridge Co.，Ltd.，Chongqing 402260，China
关键词:
微振动; 滑带土; 累积损伤; Weibull分布; 本构模型
Keywords:
Micro-vibration; Sliding zone soil; Cumulative damage; Weibull distribution; Constitutive model
分类号:
TU45
DOI:
10.13512/j.hndz.2024.03.11
文献标志码:
A
摘要:
反复多次微地震振动极易造成含断层高陡边坡失稳破坏，其中滑带土的抗剪强度是边坡稳定性计算的关键参数，故基于Lemaitre应变等价性理论假定滑带土材料的微元强度服从Weibull分布，考虑累积微震动荷载对滑带土材料抗剪强度的影响，引入微振动荷载累积损伤变量，建立满足Mohr?Coulomb准则条件下，滑带土体剪切强度衰减累积损伤本构模型。并依据土体极限状态时的极值特性确定模型参数，并与振动台模型试验结果进行对比分析。研究结果表明：此模型所得曲线与振动台试验曲线较吻合，并能很好地反映累积微振动荷载和直剪试验的正应力荷载耦合作用下，滑带土材料损伤力学特性；研究成果能够更多地应用于反复多次微振动扰动下软岩边坡或具有软结构面的高陡矿山边坡的稳定性评价。
Abstract:
Repeated microseismic vibration can easily lead to the failure of a high-steep slope with faults，and the shear strength of sliding zone soil is the key parameter for slope stability calculation. Therefore， based on the Lemaitre strain equivalence theory，it was assumed that the microelement strength of sliding zone soil followed the Weibull distribution. By considering the influence of the cumulative load of microseismic vibration on the shear strength of sliding zone soil，the cumulative damage variable of microseismic vibration load was introduced，and the constitutive model of cumulative damage of shear strength attenuation of sliding zone soil was established under the Mohr-Coulomb criterion. In addition， the model parameters were determined according to the extreme value characteristics of soil in the limit state，and compared with the test results of the shaking table model. The results show that the curves obtained by this model are in good agreement with those of shaking table tests，which can well reflect the mechanical characteristics of soil damage in sliding zone under the coupling effect of cumulative microseismic vibration load and normal stress load of the direct shear test. The research results can be applied to the stability evaluation of soft rock slopes or high-steep mine slopes with soft structural planes under repeated microseismic vibration disturbance.

参考文献/References:

[1]陈志亮.地震动载下行波效应与阻尼效应对岩质高边坡稳定性的影响[D].西安：西安理工大学，2024.
[2]张恒.煤矸组合结构破坏失稳的卸荷机制及前兆规律研究[D].北京：中国矿业大学，2022.
[3]廖小平，徐风光，周文皎，等.岩羊村滑坡灾变机理及工程效果全过程数值分析[J].公路交通科技，2022，39（9）：52-60.
[4]向波，刘正威，张乐，等.含多个软弱夹层缓倾顺层边坡开挖卸荷变形特征[J].地质灾害与环境保护，2024，35（1）:74-81.
[5]朱振南，蒋国盛，田红，等.基于Normal分布的岩石统计热损伤本构模型研究[J]. 中南大学学报（自然科学版）， 2019，64（6）：1411?1418.
[6]张德，刘恩龙，刘星炎，等.基于修正Mohr-Coulomb屈服准则的冻结砂土损伤本构模型[J].岩石力学与工程学报， 2018，37（4）：978?986.
[7]田振元，王伟，朱其志，等.基于Lade-Duncan强度准则的统计损伤本构模型及其修正研究[J].科学技术与工程， 2014，14（35）：110-114+131.
[8]曹瑞琅，贺少辉，韦京，等.基于残余强度修正的岩石损伤软化统计本构模型研究[J].岩土力学，2013，34（6）：1652?1660+1667.
[9] Xu X L，Karakus M，Gao F，et al. Thermal damage constitutive model for rock considering damage threshold and residual strength[J]. Journal of Central South University，2018（25）：2523-2536.
[10]杨校辉，陈昆全，刁显锋，等.地震与降雨耦合作用下堆积体滑坡模型试验及稳定性研究[J]. 岩土工程学报， 2022，44（S1）：58-62.
[11]曹瑞琅.考虑残余强度和损伤的岩体应力场—渗流场耦合理论研究及工程应用[D].北京：北京交通大学，2013.
[12]彭川.基于残余强度的冻融受荷岩石损伤破坏特性研究[D].西安：西安科技大学，2017.
[13]谢祥妙.冻融荷载作用下砂岩损伤特性分析[D].西安：西安科技大学，2015.
[14]李海潮，张升.基于修正Lemaitre应变等价性假设的岩石损伤模型[J].岩土力学，2017，38（5）：1321?1326+1334.
[15]朱杰，徐颖，李栋伟.白垩系软岩的一种增量型统计损伤本构模型[J].水文地质工程地质，2013，58（6）：54?59.
[16]赵闯.循环荷载作用下花岗岩损伤变形与能量特征分析[D].济南：山东大学，2014.
[17]龙尧，张家生，陈俊桦.基于Weibull分布的土—结构接触面剪切损伤模型研究[J].公路交通科技，2017，34（5）：65?71.
[18]李汉章，束加庆，王海军，等.单轴压缩下砂岩断裂试验及细观统计损伤模型[J].人民珠江，2019，40（1）：36?42.
[19]曹文贵，王江营，翟友成.考虑残余强度影响的结构面与接触面剪切过程损伤模拟方法[J].土木工程学报，45（4）：127?133.
[20]孙东彦.冻融循环下镇赉地区非饱和盐渍土及石灰固化土的力学特性及机理研究[D].长春：吉林大学，2017.
[21]杨建平，陈卫忠，黄胜.一种岩石统计损伤本构模型的研究[J].岩土力学，2010，32（S2）：14?18.
[22]陈国庆，唐辉明，胡凯云，等.基于非均质流变特性的滑坡时效演化及预警研究[J].岩石力学与工程学报，2022， 41（9）：1795-1809.
[23]曹文贵，李翔.岩石损伤软化统计本构模型及参数确定方法的新探讨[J].岩土力学，2008，30（11）：2952?2956.
[24]罗卫华.高速公路加筋土体的滑移变形过程模拟[J].湖南大学学报（自然科学版），2010，55（8）：12?16.
[25] Zhao H，Shi C，Zhao M，et al. Statistical damage constitutive model for rocks considering residual strength[J]. International Journal of Geomechanics，2016，17（1）：04016033.
[26]吴廷尧，周传波，蒋楠.微振动作用下断层破碎带抗剪强度的劣化规律试验研究[J].中南大学学报（自然科学版）， 2019，50（6）：1457?1465.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2023-12-15
基金项目：国家自然科学基金（41807265；52308393）；江汉大学省部共建精细爆破国家重点实验室、江汉大学爆破工湖北省重点实验室联合开放基金(PBSKL2023B2)联合资助。
作者简介：黄燕（1988-），男，高级工程师，注册土木工程师（岩土），从事岩土勘察设计工作。E-mail：516204562@qq.com
更新日期/Last Update: 2024-09-30