[发明专利]碎石土-基岩接触带构成的滑带残余强度的估算方法

说明书

本发明公开了一种碎石土‑基岩接触带构成的滑带残余强度的估算方法，包括：在滑坡监测位移突变时间点处采取碎石土‑基岩接触带的多组原状试样，并测定原状试样的物理参数；将每组原状试样过2mm筛，重塑接触带，并在多个应力状态下进行环剪试验，测试残余强度，作出第一包络线，并简化成第一直线；对每组大于2mm碎石材料在多个应力状态下进行三轴压缩试验，测试峰值强度，作出第二包络线，并简化成第二直线；在多个应力状态下对原状接触带的不同变形阶段进行现场大型直剪试验，测试残余强度作出第三包络线，并简化成第三直线；根据滑坡相应变形阶段的三条直线方程及原状试样的物理参数建立τ_≤2mm强度参数、τ_＞2mm强度参数、τ三者之间的经验关系模型，以直接估算τ。

技术领域

本发明涉及岩土力学、滑坡等相关领域，尤其涉及一套碎石土-基岩接触带构成的滑带残余强度(记为τ)的估算方法。

背景技术

我国地缘辽阔，滑坡灾害广泛分布，调查资料表明，西南地区滑坡灾害的数量约占全国滑坡灾害总量的一半以上。三峡库区因其独特的地质构造作用及地质环境特征导致滑坡大量发育，据不完全统计，仅在长江上游地区1×10¹²m²范围内，发育滑坡达1736个，其中64％为堆积层滑坡，而在三峡库区二、三期治理和监测的崩塌滑坡灾害点中，堆积层滑坡点约占80％。大量工程实践证明，滑坡变形破坏的演化规律在很大程度上受滑带残余强度的控制，而三峡库区堆积层滑坡通常是沿着碎石土与下伏软弱基岩的接触带滑动。滑坡失稳破坏不仅造成人员财产损失和堵塞航道，更需警惕性的是次生涌浪灾害造成的危害。因此，研究碎石土-基岩接触带残余强度对于同一滑带的类型堆积层滑坡研究具有推广意义。

目前，直剪试验、三轴压缩试验和环剪试验是滑带残余强度最常见的测试方法。但以上3种试验方法仍存在一些明显的不足，具体表现为：(1)直剪试验：①小型直剪仪尺寸较小，试验误差会较大；②无法开展具有大粒径的粗粒土和碎石土试验；(2)三轴压缩试验：①测得的残余强度指标值较大；②需要准确控制轴向荷重且剪切距离较小；(3)环剪试验：①由于仪器尺寸有限，只能开展过2mm筛重塑试样试验，对粗粒土和碎石土等含有大于2mm粒径颗粒的原状样进行试验比较困难；②需要剪切速率足够慢、剪切位移足够大。

由于室内常规的强度测试仪器尺寸限制，试样需过2mm筛剔除大于2mm的碎石和粗颗粒后重塑才能进行试验，从而导致试样物质组成和结构发生了改变，引起试验所测强度有较大误差。综上所述，探究科学、合理的碎石土-基岩接触带残余强度的计算方法成为滑坡体的滑带强度演化规律必须破解的技术难题。

发明内容

本发明针对室内常规的强度测试仪器无法直接测量碎石土-基岩接触带构成的滑带残余强度的难题，提供一种可以减少测试难度，同时降低估算误差的碎石土-基岩接触带构成的滑带残余强度的估算方法。

本发明所采用的技术方案是：

提供一种碎石土-基岩接触带构成的滑带残余强度的估算方法，包括：

S1、在滑坡监测位移突变时间点处采取滑坡不同变形阶段的碎石土-基岩接触带的多组原状试样，并测定原状试样的物理参数；

S2、将每组原状试样过2mm筛，将直径小于2mm的碎石土重塑接触带，并在多个应力状态下进行环剪试验，测试残余强度，记为τ_≤2mm，以抗剪强度τ_≤2mm为纵坐标，法向应力σ_≤2mm为横坐标作出第一包络线，并简化成第一直线；

S3、对每组大于2mm碎石材料在多个应力状态下进行三轴压缩试验，测试峰值强度，记为τ_2mm，以法向应力σ_2mm为横坐标，剪切应力τ_2mm为纵坐标作出第二包络线，并简化成第二直线；