Geoscience ›› 2017, Vol. 31 ›› Issue (05): 943-955.
• Research on the Main Geohazards and Engineering Geological Problems Along the SichuanTibet Railway • Previous Articles Next Articles
GUO Changbao1,2(), ZHOU Jiazuo3,4, LIU Xiaoyi1, REN Sanshao1, WU Rui’an1
Received:
2016-10-12
Revised:
2017-06-10
Online:
2017-10-10
Published:
2017-11-06
CLC Number:
GUO Changbao, ZHOU Jiazuo, LIU Xiaoyi, REN Sanshao, WU Rui’an. Research on the Weakening Mechanism of the Mechanical Behavior for the Granite in the Eastern Qinghai-Tibet Plateau Under the Condition of Freezing-Thawing Cycles[J]. Geoscience, 2017, 31(05): 943-955.
序号 | 样品 编号 | 采样 地点 | 标准试样 件数/个 | 比重 | 干密度/ (g/cm3) | 含水 率/% | 孔隙 率/% |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | CX73-1 | 四川理塘 毛垭坝盆 地乱石包 滑坡 | 14 | 2.79 | 2.58 | 1.7 | 4.5 |
2 | CX73-2 | 14 | |||||
3 | CX73-3 | 4 | |||||
4 | CX73-4 | 7 | |||||
5 | XZ22-1 | 西藏八宿 县冷曲左 岸花岗岩 高斜坡 | 10 | 2.78 | 2.66 | 0.7 | 1.9 |
6 | XZ22-2 | 10 | |||||
7 | XZ22-3 | 10 | |||||
8 | XZ22-4 | 25 |
Table 1 Basic physical index of testing granite samples
序号 | 样品 编号 | 采样 地点 | 标准试样 件数/个 | 比重 | 干密度/ (g/cm3) | 含水 率/% | 孔隙 率/% |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | CX73-1 | 四川理塘 毛垭坝盆 地乱石包 滑坡 | 14 | 2.79 | 2.58 | 1.7 | 4.5 |
2 | CX73-2 | 14 | |||||
3 | CX73-3 | 4 | |||||
4 | CX73-4 | 7 | |||||
5 | XZ22-1 | 西藏八宿 县冷曲左 岸花岗岩 高斜坡 | 10 | 2.78 | 2.66 | 0.7 | 1.9 |
6 | XZ22-2 | 10 | |||||
7 | XZ22-3 | 10 | |||||
8 | XZ22-4 | 25 |
组号 | 编号 | 冻融 次数 | 围压/ MPa | 组号 | 编号 | 冻融 次数 | 围压/ MPa |
---|---|---|---|---|---|---|---|
理塘 1组 | CX073-1-1 | 0 | 0 | 理塘 2组 | CX073-1-11 | 10 | 0 |
CX073-1-2 | CX073-1-12 | ||||||
CX073-1-3 | CX073-1-14 | ||||||
CX073-1-4 | 0 | 5 | CX073-2-1 | 10 | 5 | ||
CX073-1-5 | CX073-2-2 | ||||||
CX073-1-6 | 0 | 10 | CX073-2-3 | 10 | 10 | ||
CX073-1-7 | CX073-2-4 | ||||||
CX073-1-8 | 0 | 15 | CX073-2-5 | 10 | 15 | ||
CX073-1-9 | CX073-2-6 | ||||||
理塘 3组 | CX073-2-7 | 20 | 0 | 理塘 4组 (波速、 核磁) | CX073-3-2 | 30 | 0 |
CX073-2-8 | CX073-3-3 | ||||||
CX073-2-9 | CX073-3-4 | ||||||
CX073-2-10 | 20 | 5 | CX073-4-1 | 30 | 5 | ||
CX073-2-11 | CX073-4-2 | ||||||
CX073-2-12 | 20 | 10 | CX073-4-4 | 30 | 10 | ||
CX073-2-13 | CX073-4-5 | ||||||
CX073-2-14 | 20 | 15 | CX073-4-6 | 30 | 15 | ||
CX073-3-1 | CX073-4-7 |
Table 2 Freezing-thawing and triaxial test schemes of Litanggranites
组号 | 编号 | 冻融 次数 | 围压/ MPa | 组号 | 编号 | 冻融 次数 | 围压/ MPa |
---|---|---|---|---|---|---|---|
理塘 1组 | CX073-1-1 | 0 | 0 | 理塘 2组 | CX073-1-11 | 10 | 0 |
CX073-1-2 | CX073-1-12 | ||||||
CX073-1-3 | CX073-1-14 | ||||||
CX073-1-4 | 0 | 5 | CX073-2-1 | 10 | 5 | ||
CX073-1-5 | CX073-2-2 | ||||||
CX073-1-6 | 0 | 10 | CX073-2-3 | 10 | 10 | ||
CX073-1-7 | CX073-2-4 | ||||||
CX073-1-8 | 0 | 15 | CX073-2-5 | 10 | 15 | ||
CX073-1-9 | CX073-2-6 | ||||||
理塘 3组 | CX073-2-7 | 20 | 0 | 理塘 4组 (波速、 核磁) | CX073-3-2 | 30 | 0 |
CX073-2-8 | CX073-3-3 | ||||||
CX073-2-9 | CX073-3-4 | ||||||
CX073-2-10 | 20 | 5 | CX073-4-1 | 30 | 5 | ||
CX073-2-11 | CX073-4-2 | ||||||
CX073-2-12 | 20 | 10 | CX073-4-4 | 30 | 10 | ||
CX073-2-13 | CX073-4-5 | ||||||
CX073-2-14 | 20 | 15 | CX073-4-6 | 30 | 15 | ||
CX073-3-1 | CX073-4-7 |
组号 | 编号 | 冻融 次数 | 围压/ MPa | 组号 | 编号 | 冻融 次数 | 围压/ MPa |
---|---|---|---|---|---|---|---|
八宿 1组 | SXZ005-2-1 | 0 | 0 | 八宿 2组 | SXZ022-1-8 | 10 | 0 |
SXZ005-2-2 | SXZ022-1-9 | ||||||
SXZ005-2-3 | SXZ022-1-10 | ||||||
SXZ022-1-1 | 0 | 5 | SXZ022-3-1 | 10 | 5 | ||
SXZ022-1-3 | SXZ022-3-2 | ||||||
SXZ022-1-4 | 0 | 10 | SXZ022-3-3 | 10 | 10 | ||
SXZ022-1-5 | SXZ022-3-4 | ||||||
SXZ022-1-6 | 0 | 15 | SXZ022-3-5 | 10 | 15 | ||
SXZ022-1-7 | SXZ022-3-6 | ||||||
八宿 3组 | SXZ022-3-7 | 20 | 0 | 八宿 4组 | SXZ022-4-14 | 30 | 0 |
SXZ022-3-8 | SXZ022-4-15 | ||||||
SXZ022-3-9 | SXZ022-4-16 | ||||||
SXZ022-3-10 | 20 | 5 | SXZ022-4-17 | 30 | 5 | ||
SXZ022-4-9 | SXZ022-4-18 | ||||||
SXZ022-4-10 | 20 | 10 | SXZ022-4-19 | 30 | 10 | ||
SXZ022-4-11 | SXZ022-4-20 | ||||||
SXZ022-4-12 | 20 | 15 | SXZ022-4-21 | 30 | 15 | ||
SXZ022-4-13 | SXZ022-4-22 | ||||||
八宿 5组 (波速、 核磁) | SXZ022-4-23 | 40 | 0 | 八宿 5组 (波速、 核磁) | SXZ022-4-5 | 40 | 10 |
SXZ022-4-24 | SXZ022-4-6 | ||||||
SXZ022-4-25 | SXZ022-4-7 | 40 | 15 | ||||
SXZ022-4-3 | 40 | 5 | SXZ022-4-8 | ||||
SXZ022-4-4 |
Table 3 Freezing-thawing and triaxial test schemes of Basugranites
组号 | 编号 | 冻融 次数 | 围压/ MPa | 组号 | 编号 | 冻融 次数 | 围压/ MPa |
---|---|---|---|---|---|---|---|
八宿 1组 | SXZ005-2-1 | 0 | 0 | 八宿 2组 | SXZ022-1-8 | 10 | 0 |
SXZ005-2-2 | SXZ022-1-9 | ||||||
SXZ005-2-3 | SXZ022-1-10 | ||||||
SXZ022-1-1 | 0 | 5 | SXZ022-3-1 | 10 | 5 | ||
SXZ022-1-3 | SXZ022-3-2 | ||||||
SXZ022-1-4 | 0 | 10 | SXZ022-3-3 | 10 | 10 | ||
SXZ022-1-5 | SXZ022-3-4 | ||||||
SXZ022-1-6 | 0 | 15 | SXZ022-3-5 | 10 | 15 | ||
SXZ022-1-7 | SXZ022-3-6 | ||||||
八宿 3组 | SXZ022-3-7 | 20 | 0 | 八宿 4组 | SXZ022-4-14 | 30 | 0 |
SXZ022-3-8 | SXZ022-4-15 | ||||||
SXZ022-3-9 | SXZ022-4-16 | ||||||
SXZ022-3-10 | 20 | 5 | SXZ022-4-17 | 30 | 5 | ||
SXZ022-4-9 | SXZ022-4-18 | ||||||
SXZ022-4-10 | 20 | 10 | SXZ022-4-19 | 30 | 10 | ||
SXZ022-4-11 | SXZ022-4-20 | ||||||
SXZ022-4-12 | 20 | 15 | SXZ022-4-21 | 30 | 15 | ||
SXZ022-4-13 | SXZ022-4-22 | ||||||
八宿 5组 (波速、 核磁) | SXZ022-4-23 | 40 | 0 | 八宿 5组 (波速、 核磁) | SXZ022-4-5 | 40 | 10 |
SXZ022-4-24 | SXZ022-4-6 | ||||||
SXZ022-4-25 | SXZ022-4-7 | 40 | 15 | ||||
SXZ022-4-3 | 40 | 5 | SXZ022-4-8 | ||||
SXZ022-4-4 |
冻融次数 | 理塘花岗岩 | 八宿花岗岩 | |||
---|---|---|---|---|---|
c/MPa | φ/(°) | c/MPa | φ/(°) | ||
0 | 5.77 | 53.54 | 19.23 | 55.24 | |
10 | 9.28 | 48.78 | 16.67 | 57.37 | |
20 | 6.28 | 47.79 | 16.05 | 56.02 | |
30 | 7.86 | 39.3 | 15.55 | 55.67 | |
40 | 16.05 | 55.04 |
Table 4 The variation of strength parameters of samples vs. the number of freezing-thawing cycles
冻融次数 | 理塘花岗岩 | 八宿花岗岩 | |||
---|---|---|---|---|---|
c/MPa | φ/(°) | c/MPa | φ/(°) | ||
0 | 5.77 | 53.54 | 19.23 | 55.24 | |
10 | 9.28 | 48.78 | 16.67 | 57.37 | |
20 | 6.28 | 47.79 | 16.05 | 56.02 | |
30 | 7.86 | 39.3 | 15.55 | 55.67 | |
40 | 16.05 | 55.04 |
参数 | E/MPa | μ | c1/MPa | c2 | c3/MPa |
---|---|---|---|---|---|
取值 | 29 000 | 0.31 | -0.384 0 | 4.938 | 33.93 |
参数 | r | d1 | d2/MPa-1 | d3 | |
取值 | 2 056.6 | -0.077 | 0.72 | 11.9 |
Table 5 List of parameters and their values
参数 | E/MPa | μ | c1/MPa | c2 | c3/MPa |
---|---|---|---|---|---|
取值 | 29 000 | 0.31 | -0.384 0 | 4.938 | 33.93 |
参数 | r | d1 | d2/MPa-1 | d3 | |
取值 | 2 056.6 | -0.077 | 0.72 | 11.9 |
[1] | 姚鑫, 张永双, 王宗亮, 等. 四川泸定磨西台地第四纪冰水台地边坡地质灾害易发性研究[J]. 工程地质学报, 2009, 17(5):597-605. |
[2] | 尚彦军, 杨志法, 袁广祥, 等. 雅鲁藏布江大拐弯北部川藏公路地质灾害发育与分布研究[M]. 北京: 中国铁道出版社, 2010:1-50. |
[3] |
GUO C B, ZHANG Y S, MONTGOMERY D R, et al. How unusual is the long-runout of the earthquake-triggered giant Luanshibao landslide, Tibetan Plateau, China?[J]. Geomorphology, 2016, 259: 145-154.
DOI URL |
[4] | 郭长宝, 杜宇本, 佟元清, 等. 青藏高原东缘理塘乱石包高速远程滑坡发育特征与形成机理[J]. 地质通报, 2016, 35(8):1332-1345. |
[5] | 黄润秋. 20世纪以来中国的大型滑坡及其发生机制[J]. 岩石力学与工程学报, 2007, 26(3):433-454. |
[6] | 刘伟. 西藏易贡巨型超高速远程滑坡地质灾害链特征研析[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2002, 13(3):9-18. |
[7] | 吕杰堂, 王治华, 周成虎. 西藏易贡大滑坡成因探讨[J]. 地球科学——中国地质大学学报, 2003, 28(1):107-110. |
[8] |
YIN Y P, XINBG A G. Aerodynamic modeling of the Yigong gigantic rock slide-debris avalanche,Tibet, China[J]. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 2011, 71: 149-160.
DOI URL |
[9] |
XU Q, SHANG Y J, VAN ASCH T, et al. Observations from the large,rapid Yigong rock slide-debris avalanche,southeast Tibet[J]. Canadian Geotechnical Journal, 2012, 49:589-606.
DOI URL |
[10] |
SHANG Y, YANG Z, LI L, et al. A super-large landslide in Tibet in 2000: background, occurrence, disaster,and origin[J]. Geomorphology, 2003, 54: 225-243.
DOI URL |
[11] | 西藏“3·29”滑坡灾情论证专家组. 关于西藏自治区墨竹工卡县扎西岗乡普朗沟“3·29”滑坡灾害形成原因的论证意见[R]. 墨竹:西藏“3·29”滑坡灾情论证专家组, 2013. |
[12] | 尚彦军, 杨志法, 廖秋林, 等. 雅鲁藏布江大拐弯北段地质灾害分布规律及防治对策[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2001, 12(4):34-35. |
[13] | 阙云, 王成华, 张小刚. 川藏公路典型溜砂坡形成机理与整治[J]. 山地学报, 2003, 21(5):595-598. |
[14] | 梁光模, 王成华, 张小刚. 川藏公路中坝段溜砂坡形成与防治对策[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2003, 14(4):33-38. |
[15] | 蒋良潍, 姚令侃, 李仕雄. 溜砂坡滑塌特性及内在演化结构实验探索[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2005, 16(2):9-14. |
[16] | MARTIN C D. The strength of massive Lac du Bonnet granite around underground openings[D]. Manitoba: University of Manitoba, 1993. |
[17] |
LEMAITRE J. A continuous damage mechanics model for ductile fracture[J]. Journal of Engineering Materials and Technology, 1985, 107:83-89.
DOI URL |
[18] |
MATSUOKA N. Mechanics of rock breakdown by frost action: an experimental approach[J]. Cold Regions Science and Technology, 1990, 17(3): 253-270.
DOI URL |
[19] | PARK C, SYNN J H, SHIN H S, et al. Experimental study of the thermal characteristics of rock at low temperatures[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2004, 41(3): 81-86. |
[20] | 葛修润, 任建喜, 蒲毅彬. 岩石细观损伤扩展规律的CT实时试验[J]. 中国科学(E辑), 2000, 30(2):104-111. |
[21] | 张慧梅, 杨更社. 冻融与荷载耦合作用下岩石损伤模型的研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2010, 29(3):471-476. |
[22] | 刘泉声, 康永水, 刘小燕. 冻结岩体单裂隙应力场分析及热力耦合模拟[J]. 岩石力学与工程学报, 2011, 30(2):218-223. |
[23] | 郭长宝, 杜宇本, 张永双, 等. 川西鲜水河断裂带地质灾害发育特征与典型滑坡形成机理[J]. 地质通报, 2015, 34(1):121-137. |
[24] | 张继周, 缪林昌, 杨振峰. 冻融条件下岩石损伤劣化机制和力学特性研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2008, 27(8):1688-1694. |
[25] | 刘成禹, 何满潮, 王树仁, 胡江春. 花岗岩低温冻融损伤特性的实验研究[J]. 湖南科技大学学报(自然科学版), 2005, 20(1):37-40. |
[26] | 王宏图, 李晓红, 杨春和, 等. 准各向同性裂隙岩体中有效动弹性参数与弹性波速关系的研究[J]. 岩土力学, 2005, 26(6):873-876. |
[27] |
WEN Zhi, MA Wei, FENG Wenjie, et al. Experimental study on unfrozen water content and soil matric potential of Qinghai-Tibetan silty clay[J]. Environmental Earth Sciences, 2012, 66(5): 1467-1476.
DOI URL |
[28] | 田慧会, 韦昌富. 基于核磁共振技术的土体吸附水含量测试与分析[J]. 中国科学(E辑), 2014, 44(3):295-305. |
[29] | 泰斯A R, 奥利丰特J L, 朱元林, 等. 用脉冲核磁共振法及物理解吸试验测定的冻土中冰和未冻水之间的关系[J]. 冰川冻土, 1983, 5(2):37-39. |
[30] | RABOTNOV Y N. Creeprupture[M]//IUTAM.Proceedings of 12th International Union of Theoretical and Applied Mechanics.San Fransisco:IUTAM, 1968:1-5. |
[31] | 沈珠江. 结构性粘土的弹塑性损伤模型[J]. 岩土工程学报, 1993, 15(3):21-28. |
[32] | 刘冬桥. 岩石损伤本构模型及变形破坏过程的混沌特征研究[D]. 北京: 中国矿业大学(北京), 2014. |
[33] | 曹文贵, 赵衡, 李翔, 等. 基于残余强度变形阶段特征的岩石变形全过程统计损伤模拟方法[J]. 土木工程学报, 2012, 45(6):139-145. |
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