流变断裂与瞬态渗流对高边坡稳定的影响

基金项目“流变断裂与瞬态渗流对高边坡稳定的影响”在三年研究工作中完成了研究计划。研究工作中提出了一个描述岩体中裂纹流变扩展的新的力学模型。结合岩体工程实际，对三陕船闸岩体高边坡的流变性状进行了有限元分析。在核心期刊、国际、国内学术会议上发表6篇文章，并将在科学业出版社出版，“岩石介质流变学”一书 。本项研究工作中提出的岩体流变断裂的模型和分析岩体高边坡长期稳定性的有限元计算分析的方法，不仅对发展岩体断裂力学，岩体流变学有较大的学术意义，而且还对岩体高边坡的稳定性分析与岩体工程的优化设计有较大的应用价值。

以岩体裂隙网络模型生成技术为基础，研究耦合裂隙系统非稳定渗流模型和离散元力学模型进行岩质高边坡稳定性的分析方法。揭示了裂隙水力开度的分布规律和生成技术；建立了主干裂隙和随机网络状裂隙的三维渗流模型并进行实验检验；提出了运用裂隙系统几何参数计算岩体各项异性渗透系数方法；建立了包容主干革命裂隙和网络状裂隙的连续介质与离散介质耦合渗流分析实用模型；实现动态非稳定渗流与静态岩体离散元力学模型的耦合，克服了国内外同类研究中存在的重大缺欠。形成了从岩体裂隙网络模拟生成到裂隙渗流模拟再到岩体边坡稳定分析的完整研究方法，推动裂隙岩体渗流和高边坡稳定性分析研究跨上新台阶。研究成果在多项实际水电工程中得到应用。

断裂构造对建筑工程场地影响评价不同于抗震设防。断裂构造对建筑工程场地影响是指地震时老断裂重新错动直通地表，在地面产生位错，对建在位错带上的工程建筑，其破坏是不易用工程措施加以避免的，因此规范将位错带划为危险地段应予避开。多年来，有关诸多行业对位错产生条件进行了大量调查研究，取得了较为一致意见，对指导工程实践具有重要意义；抗震设防是依据地震烈度进行抗震设计，其主要方面是选择适宜的上部结构形式及基础类型，并依据抗震规范上有关规定对建筑物进行抗震强度和稳定性进行验算。

建筑工程基础设计应考虑断裂构造地基不均匀。断裂构造多因挤压破碎或蚀度，以及诸多断裂构造胶结差且富水性强等因素，则其工程性质差，岩土工程设计参数远低于围岩正常岩体，地基不均匀，基础设计应注意断裂构造的工程特性。场地内存在发震断裂构造时，应对断裂构造的工程影响进行评价，并应符合下列要求：①对符合下列规定之一的情况，可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响:抗震设防烈度应小于Ⅷ 度，在地震烈度小于Ⅷ度的地区，可不考虑断裂对工程的错动影响。因为多次国内外地震中的破坏现象均证明在小于 Ⅷ 度的地震区，地面一般不产生断裂错动；非全新活动断裂： 在活动断裂时间下限方面，对一般的建筑工程只考虑 1万年( 全新世) 以来活动过断裂， 在此地质时期以前的活动断裂可不予考虑。对于核电、水电等工程则应考虑 10万年以来( 晚更新世) 活动过的断裂，晚更新世以前活动过的断裂可不予考虑；抗震设防烈度为 Ⅷ 度和Ⅸ 度时， 前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于 60m 和 90m：根据我国近年来地震位错考察，强震时产生的地裂缝不是沿地下岩石错动直通地表构造断裂形成的，而是由于地面振动，表面应力形成的表层地裂。这种地裂缝仅分布在地面以下 3m 左右，下部土层，并未断开( 挖探井中证实)，在采煤巷道中也未发现错动，对有一定深度基础的建筑物影响不大 。