风化土石边坡协同失稳理论基础及工程应用

目录 1绪论1 1.1本书撰写背景与意义1 1.1.1本书撰写背景1 1.1.2本书编写意义2 1.2土石混合体研究现状3 1.2.1土石混合体物理特征3 1.2.2土石混合体力学特征4 1.2.3土石混合体本构关系6 1.3边坡稳定性分析现状6 1.3.1定性分析法7 1.3.2定量分析法9 1.3.3不确定分析法14 1.3.4相似模拟分析法16 1.3.5现场监测分析法17 1.4协同学现状17 1.4.1协同学基本原理17 1.4.2协同学相关工程应用20 1.5主要研究内容20 2土石混合体来源及露天矿风化程度调查与分区22 2.1露采境界内风化岩土体的岩性分布调查22 2.1.1调查区域部署与划分22 2.1.2岩土体性质分布情况23 2.1.3区域内断层破碎带分布情况26 2.2岩体结构及其风化特性调查27 2.2.1岩体选择性风化特性27 2.2.2断层破碎带风化特性33 2.2.3风化岩体结构的特性34 2.3风化岩土体边坡工程地质分区38 2.3.1Ⅰ区40 2.3.2Ⅱ区40 2.3.3Ⅲ区40 2.3.4Ⅳ区41 2.3.5Ⅴ区41 2.4本章小结41 3基于协同学理论的风化土石混合体相变特征及优化42 3.1协同相变理论42 3.1.1平衡状态下的相变分析42 3.1.2非平衡状态下的相变分析43 3.2风化土石混合体的相变过程45 3.2.1风化土石混合体微观简化模型45 3.2.2风化土石混合体状态参量分析和拟定46 3.3风化土石混合体的相变特征分析47 3.3.1忽略涨落因素的相变分析47 3.3.2考虑涨落因素的相变分析50 3.3.3涨落对土石混合体相变过程的影响51 3.4风化土石混合体相变特征描述56 3.5风化土石混合边坡优化效果对比57 3.5.1优化对比方案及稳定性计算57 3.5.2稳定性计算结果分析62 3.6本章小结79 4风化土石混合体协同变形机理及其边坡力学特性优化80 4.1土石混合体变形序参量方程的建立80 4.2基于绝热消去法的序参量方程求解82 4.2.1绝热消去法的运用82 4.2.2系统序参量主方程求解82 4.3风化土石混合体协同变形机理83 4.4风化土石混合边坡力学特性优化84 4.4.1基于FLAC3D的优化对比建模85 4.4.2数值模拟结果分析85 4.5本章小结101 5基于协同学理论的风化土石混合体力学本构关系102 5.1风化土石混合散体力学本构关系102 5.1.1风化土石混合体接触模式102 5.1.2风化土石混合体平面本构关系105 5.2土石混合体协同变形本构关系107 5.2.1土石混合体系统动力学方程108 5.2.2系统动力学方程的定态分析109 5.2.3系统动力学方程的非定态分析111 5.2.4土石混合体协同变形本构关系111 5.3土石混合体协同变形参量113 5.4本章小结113 6风化土石混合体强化关键技术与试验115 6.1胶结排土体强化试验115 6.1.1风化土体及拟选用胶凝材料115 6.1.2风化土体基本物理力学参数测试117 6.2土体强化正交试验122 6.2.1强化土体正交试验设计122 6.2.2正交试验结果分析123 6.3土体强化效果对比126 6.3.1土体强化效果稳定性126 6.3.2土体强化效果数值模拟分析129 6.4本章小结134 参考文献135