我国是世界上地质灾害最为严重的国家之一，其中降雨诱发的堆积体边坡地质灾害数量众多、规模巨大、分布范围广，严重危害人民群众的生命财产安全和基础设施建设。作为堆积体的组成物质，土石混合体具有明显的非均质性、非连续性以及尺寸效应。目前研究中缺乏描述土石混合体力学强度特性的定量表征方法，影响了堆积体边坡稳定状态的合理评估。
针对这一问题，中国科学院武汉岩土力学研究所盛谦研究员、付晓东副研究员、张振平博士等以国内外大量土石混合体力学试验数据统计分析为基础，从含石量和土石接触面强度角度阐述了土石混合体与工程岩体组分结构的相似性，基于广义Hoek-Brown准则思想，提出了适用于骨架结构、含石量范围为30%-90%的土石混合体等效力学强度模型，给出了土石混合体单轴抗压强度与经验参数的定量表达方法；在考虑混合体遇水强度劣化的条件下，基于等效力学强度模型给出了堆积体边坡力学参数确定方法；以小磨公路堆积体边坡为代表性类均质二元结构边坡，基于有限元和极限平衡理论分析了考虑参数劣化条件下，不同降雨模式及张裂缝对堆积体边坡稳定性的影响，揭示了降雨作用下堆积体边坡的失稳力学机制，为工程设计和灾害防治提供科学依据与技术保障。
研究成果得到了NSFC-云南联合基金重点支持项目（U1402231）、中国科学院青年创新促进会（2021325）、面上项目（51779250）、中国科学院国际合作局国际伙伴计划项目（131551KYSB20180042）的资助，相关研究发表在岩石力学与工程学报、Bulletin of Engineering Geology and the Environment、Internation Journal of Geomechanics(ASCE)等学术期刊。
论文链接：
http://rockmech.whrsm.ac.cn/CN/10.13722/j.cnki.jrme.2020.0854
https://link.springer.com/article/10.1007/s10064-019-01658-0
https://ascelibrary.org/doi/10.1061/%28ASCE%29GM.1943-5622.0002045
https://www.hindawi.com/journals/ace/2021/6658211/
图1 土石混合体与工程岩体关系示意图
图2 某含石量土石混合体非线性强度准则计算流程图
图3 基于试验数据的直接拟合值与试验值对比图
图4 考虑参数劣化的裂缝堆积体边坡安全系数变化规律
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