1 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 水巖作用下巖體變形特征研究與進展 3 1.2.1 水對巖石宏觀損傷影響 3 1.2.2 水對巖石細(xì)觀損傷影響 5 1.3 巖體流變特性研究與進展 7 1.4 水位變化對巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性影響研究 13 2 水巖損傷機制及研究意義 16 2.1 水巖作用損傷機制 16 2.1.1 水巖物理作用機理 16 2.1.2 水巖化學(xué)作用機理 18 2.1.3 水對巖石力學(xué)特性的影響 18 2.1.4 孔隙水壓力對巖石強度的影響 19 2.2 巖體損傷對邊坡的危害 19 2.3 水巖劣化作用研究的必要性 21 3 水巖作用下巖石宏觀力學(xué)性質(zhì) 26 3.1 水巖作用試驗方案設(shè)計 26 3.1.1 巖石取樣與制作 26 3.1.2 試驗方案 28 3.2 水巖作用下巖石含水率試驗 29 3.2.1 試驗設(shè)備 29 3.2.2 試驗步驟 30 3.2.3 試驗數(shù)據(jù)處理 30 3.3 水巖作用下巖石單軸壓縮試驗 31 3.3.1 試驗設(shè)備 31 3.3.2 試驗方案 33 3.3.3 試驗步驟 33 3.3.4 試驗結(jié)果及分析 34 3.4 水巖作用下巖石抗拉強度試驗 38 3.4.1 試驗步驟 38 3.4.2 試驗結(jié)果 39 3.5 水巖作用下巖石三軸壓縮試驗 40 3.5.1 試驗方案 40 3.5.2 試驗數(shù)據(jù)處理 42 3.6 小結(jié) 45 4 水巖作用下巖石細(xì)觀損傷特性 47 4.1 巖石電子探針試驗 47 4.2 巖石掃描電子顯微鏡試驗 51 4.3 巖石CT試驗 54 4.3.1 CT技術(shù)原理 55 4.3.2 CT試驗設(shè)備簡介 56 4.3.3 水巖作用下巖石CT圖像處理技術(shù) 57 4.4 巖石細(xì)觀損傷定量分析 59 4.4.1 圖像閾值分割 59 4.4.2 巖石分形維數(shù)概述 63 4.4.3 巖石分形維數(shù)與損傷演化方程 68 4.4.4 統(tǒng)計損傷變量 69 4.5 小結(jié) 70 5 水巖作用下流變特性及模型構(gòu)建 71 5.1 巖石三軸流變試驗 71 5.1.1 試驗設(shè)計 71 5.1.2 試驗步驟 72 5.1.3 巖石三軸壓縮流變試驗結(jié)果 73 5.2 經(jīng)典巖石流變力學(xué)模型 81 5.2.1 流變基本結(jié)構(gòu)及典型流變模型 81 5.2.2 三維狀態(tài)下的流變本構(gòu)關(guān)系 84 5.3 考慮巖石細(xì)觀損傷流變本構(gòu)模型 85 5.3.1 流變模型的選擇 85 5.3.2 分?jǐn)?shù)階流變本構(gòu)模型 90 5.3.3 流變模型參數(shù)辨識及變化規(guī)律 94 5.4 小結(jié) 103 6 水巖作用下露天礦坑尾礦庫邊坡長期穩(wěn)定性分析 104 6.1 倉上金礦露天尾礦庫工程背景 104 6.1.1 倉上金礦露天尾礦庫區(qū)域地質(zhì)環(huán)境 104 6.1.2 倉上金礦露天尾礦庫地層特征 105 6.1.3 倉上金礦露天尾礦庫地質(zhì)構(gòu)造特征 105 6.1.4 倉上金礦露天尾礦庫水文概況 108 6.1.5 倉上金礦露天尾礦庫邊坡現(xiàn)狀研究 110 6.2 無水影響時邊坡穩(wěn)定性分析 114 6.2.1 邊坡整體穩(wěn)定性評價 114 6.2.2 邊坡局部穩(wěn)定性評價 116 6.3 水位上升對邊坡穩(wěn)定性的影響分析 118 6.3.1 水對倉上露天坑邊坡穩(wěn)定性的影響 118 6.3.2 水位上升條件下邊坡安全評價 118 6.3.3 水位上升對北側(cè)503勘探線穩(wěn)定性影響 120 6.3.4 水位上升對北側(cè)487勘探線穩(wěn)定性影響 127 6.4 水位升降循環(huán)變化對邊坡穩(wěn)定性的影響分析 130 6.4.1 飽水-失水作用下數(shù)值模擬參數(shù)的確定 130 6.4.2 飽水-失水作用下487勘探線坡體穩(wěn)定性分析 131 6.4.3 飽水-失水作用下503勘探線坡體穩(wěn)定性分析 132 6.5 倉上露天坑邊坡長期穩(wěn)定性分析 134 6.5.1 邊坡巖體流變參數(shù)反演分析 134 6.5.2 無水條件下邊坡長期穩(wěn)定性分析 136 6.5.3 有水條件下邊坡長期穩(wěn)定性分析 139 6.6 小結(jié) 140 參考文獻 142