【摘 要】
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冻融循环作用下的边坡变形及稳定性评价是寒冷地区岩土工程的重要研究方向,全面掌握冻融循环作用下岩石的物理力学特性对有效预防边坡变形及由此引发的地质灾害具有重要意义。考虑到先前大多数关于层状岩石物理力学特性的研究仅考虑了冻融循环作用对岩石边坡的影响,忽略了层状岩质边坡具有各向异性的特点,并且在数值模拟中少有的将强度各向异性与层理方向结合。因此,本文以中国西南部普朗铜矿尾矿库区域中的碳质板岩为研究对象,
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冻融循环作用下的边坡变形及稳定性评价是寒冷地区岩土工程的重要研究方向,全面掌握冻融循环作用下岩石的物理力学特性对有效预防边坡变形及由此引发的地质灾害具有重要意义。考虑到先前大多数关于层状岩石物理力学特性的研究仅考虑了冻融循环作用对岩石边坡的影响,忽略了层状岩质边坡具有各向异性的特点,并且在数值模拟中少有的将强度各向异性与层理方向结合。因此,本文以中国西南部普朗铜矿尾矿库区域中的碳质板岩为研究对象,通过对研究区域现场进行地质资料调查、地球物理勘探、室内力学试验等多种手段,获取了碳质板岩的物理力学参数,探讨了碳质板岩力学参数在冻融条件下的各向异性特征,结合数值模拟,对基于冻融循环的碳质板岩边坡进行变形及稳定性的各向异性分析。本文的主要内容及成果如下:（1）对研究区域进行地质资料调查、地球物理勘探及一系列力学试验,总结了研究区域的地质概况、板岩的分布特征及基本的物理力学参数,为数值模拟提供模型及参数支持。（2）模拟研究区域的自然条件,将不同层理倾角（0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°）的碳质板岩分别进行0、5、10、15、20和25次冻融循环,并将冻融循环试验后的碳质板岩进行单轴压缩试验,总结出试样的应力-应变曲线及单轴抗压强度曲线的变化,探讨了碳质板岩劣化机制及三种破坏类型。（3）通过对碳质板岩力学参数进行描述性统计,研究了碳质板岩物理力学特性与冻融循环及层理倾角相关性的变化规律,并与其他层状岩石进行对比分析,发现本文研究碳质板岩的劣化反应比其他层状岩石更加剧烈且主要发生在冻融循环的末期。（4）通过数值模拟的手段,探究了基于冻融循环下碳质板岩边坡变形及稳定性的各向异性特征,发现层状岩石边坡表面产生的位移变形更大,并且边坡中部与坡脚处相较于顶部变形更明显,在防护时应加固此位置。在评估层状岩石边坡稳定性时,忽略岩石各向异性往往会高估边坡的安全系数。图38幅,表12个,参考文献82篇
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