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1、基于结构性黄土双线性强度的基于结构性黄土双线性强度的边坡稳定性评价边坡稳定性评价第十一届全国岩土力学数值分析与解析方法研讨会第十一届全国岩土力学数值分析与解析方法研讨会报告内容报告内容 研究研究背景背景 抗拉试验装置介绍抗拉试验装置介绍（ZL 201110052708.8 ZL 201110052708.8）结构性黄土双线性强度结构性黄土双线性强度 计算分析计算分析 结论结论研究背景研究背景陡峭的陡峭的黄土边坡崩塌和滑坡大多始于降雨或结构性丧失。黄土边坡崩塌和滑坡大多始于降雨或结构性丧失。黄土边坡能够黄土边坡能够直立直立，关键在于存在不小的，关键在于存在不小的拉应力区拉应力区，结构性结构性所导
2、致。所导致。研究背景研究背景结构性黄土力学特性研究现状黄土边坡稳定性分析方法研究现状结构性黄土强度理论研究现状抗剪强度抗剪强度 抗拉强度抗拉强度结构性参数结构性参数 结构性强度理论结构性强度理论有限元法与强度折减有限元法有限元法与强度折减有限元法实物图实物图抽气机抽气机注水注水桶桶数显推力计压力室电机手轮试验土梁抗拉试验装置介绍抗拉试验装置介绍土样状态峰值力/N重力/N /N /kPa /kPa原状8.23.94.347.7751.10原状8.83.94.954.44重塑6.43.92.527.7727.77重塑6.43.92.527.77 原状土经扰动、重塑等过程时破坏了原有的结构，使得重塑
3、原状土经扰动、重塑等过程时破坏了原有的结构，使得重塑土的抗拉强度较原状土降低，在土的抗拉强度较原状土降低，在20%含水率的情况下，原状土含水率的情况下，原状土的抗拉强度大约是重塑土的抗拉强度的两倍，相对于原状土的的抗拉强度大约是重塑土的抗拉强度的两倍，相对于原状土的抗拉强度，重塑土的抗拉强度降低了抗拉强度，重塑土的抗拉强度降低了45.7%。结构性黄土抗拉强度结构性黄土抗拉强度ptt结构性黄土双线性强度结构性黄土双线性强度21tan (0.0)tan (0.0)cc，。23抗拉区单元抗拉区单元 压剪区单元压剪区单元拉剪区单元拉剪区单元 1tanfcFF强度折减有限元原理强度折减有限元原理 3t3
4、t13()/2.0tanc13()/2.0tanccot123结构性黄土双线性强度结构性黄土双线性强度抗拉破坏应力修正抗拉破坏应力修正 3oxtz1x结构性黄土双线性强度结构性黄土双线性强度2(1)1 xzzxzxaa ，13()()zxa结构性黄土双线性强度结构性黄土双线性强度拉剪破坏的应力简化修正拉剪破坏的应力简化修正 ()xzzxaa ，。()xzzxaa ，。222132(sincos)()sinzzxca2tarctan c xox3z12ac结构性黄土双线性强度结构性黄土双线性强度压剪破坏的应力简化修正压剪破坏的应力简化修正 ()xzzxaa ，。111132(sincos)()s
5、inzzxca结构性黄土双线性强度结构性黄土双线性强度应力比结构性参数变化规律的描述简介应力比结构性参数变化规律的描述简介11BmA212(/)(/)(/)irsq pmmmq pq p21()tan()(0.0)()tan()(0.0)c mmc mm，。模型参数模型参数计算分析计算分析模量/MPa密度/(gcm-3)泊松比黏聚力/kPa内摩擦角 /()内摩擦角 /()601.750.2861.021.550.11Frame 001 10 Jan 2012 计算模型计算模型2 基于Mohr-Coulomb强度结构性参数分布等值线结构性参数分布等值线忽略抗拉强度 基于双线性强度公式 位移增量等
6、值线位移增量等值线建立了基于抗拉和抗剪特性的结构性黄土双线性强度建立了基于抗拉和抗剪特性的结构性黄土双线性强度公式，研究了计算中土体的破坏应力的修正算法。公式，研究了计算中土体的破坏应力的修正算法。结结 论论采用采用Mohr-CoulombMohr-Coulomb强度高估了结构性土抗拉强度，使强度高估了结构性土抗拉强度，使得计算偏于冒进而不安全；而忽略土体抗拉强度时，会得计算偏于冒进而不安全；而忽略土体抗拉强度时，会低估结构性土抗拉强度的实际作用。低估结构性土抗拉强度的实际作用。对于结构性土体而言，抗拉强度非常显著，采用双线性对于结构性土体而言，抗拉强度非常显著，采用双线性强度公式计算的结果更为合理。强度公式计算的结果更为合理。计算中边坡结构性参数等值线计算中边坡结构性参数等值线“稀疏带稀疏带”的位置与采的位置与采用位移增量等值线分布确定潜在滑动面位置有一定联用位移增量等值线分布确定潜在滑动面位置有一定联系。系。
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