滑坡碎屑化運動物理模型相似材料特性研究

作者：任占強,宋章,林棋文,程謙恭,劉毅,鄧凱豐,蒙浩,涂津

摘要：高速遠程滑坡物理模型試驗中,巖石相似材料的選擇是模型試驗成功的關鍵,然而目前滑坡相似材料強度高、難以在縮尺試驗中模擬滑坡破碎過程。以重晶石、石英砂為骨料,石膏為膠結劑,羧甲基纖維素鈉、甘油、水作為輔助材料,進行可破碎巖石相似材料的配比試驗。采用控制變量法研究重晶石與石英砂比例(重石比)、骨料與膠結物比例(骨膠比)、羧甲基纖維素鈉含量、拌合水量、甘油含量對相似材料物理力學性質的影響。試驗結果表明:所有配比情況下各相似材料物理力學參數的范圍分別為單軸抗壓強度為0.12~1.47 MPa,彈性模量為25.51~148.12 MPa,黏聚力為1.63~87.39 kPa,內摩擦角為22.70°~35.89°,脆性指標主要分布在0.033~0.145之間;重石比主要控制巖石相似材料的內摩擦角;骨膠比減小,對應的黏聚力和內摩擦角先增大后減小;羧甲基纖維素鈉對材料的單軸抗壓強度、彈性模量、黏聚力等材料的力學特性以及材料的脆性指標影響均比較大,其中對單軸抗壓強度的影響最大。因此,控制羧甲基纖維素鈉和拌合水量的含量,并合理調節重石比與骨膠比,在相似比約為1∶600的試驗尺度下,最終確定了適用于高速遠程滑坡碎屑化過程模擬的低強度高脆性巖石相似材料的配比區間。

發文機構：西南交通大學地質工程系 中鐵二院工程集團有限責任公司 西南交通大學高速鐵路運營安全空間信息技術國家地方聯合工程實驗室

關鍵詞：高速遠程滑坡巖石相似材料碎屑化低強度高脆性模型試驗rocksliderock similar materialfragmentationlow strength and high brittlenessmodel test

分類號： P642.2[天文地球—工程地質學]