金属矿山

作者：张鹏海,贺忠媛,杨天鸿,刘溪鸽,侯俊

单位：1. 东北大学资源与土木工程学院,辽宁 沈阳 110819;2. 长春黄金研究院有限公司,吉林 长春 130012

关键词：水力作用,岩石结构面,剪切变形,本构关系,

水力耦合作用下结构面抗剪强度降低是诱发顺倾滑坡的主要原因之一,因此,研究浸水与应力共同作用下的结构面剪切力学行为可以帮助解译顺倾边坡的滑移失稳机制。以研山铁矿东帮顺倾含水边坡为工程背景,开展了不同浸水时长及应力水平共同作用后的贯通结构面剪切试验,在分析结构面剪切应力及应力—位移曲线变化规律的基础上,分别采用非线性回归及分阶段拟合方法构建了浸水与应力共同作用后的结构面剪切应力拟合公式及剪切本构模型。研究结果表明:① 随着浸水时长和预应力增大,结构面峰值及残余剪切应力、黏聚力和内摩擦角呈现负指数型下降趋势,黏聚力劣化程度明显高于内摩擦角;② 浸水时长及浸水过程中施加的预应力均会对结构面的剪切应力产生影响,且预应力大小的影响程度略高于浸水时长;③ 浸水、应力共同作用后,剪切法向应力的增加不仅提高了峰前阶段的剪切刚度,还降低了峰后阶段的刚度下降速率;④ 以屈服点、峰值点及残余应力点为分割点构建的新型剪切本构模型显著优于传统剪切本构模型,更加适用于描述浸水及应力共同作用后的结构面剪切行为。研究成果为理解和预测结构面控制型浸水边坡滑移失稳过程提供了坚实的试验基础,有助于提升对浸水边坡稳定性评估的科学性和准确性。

来源：2025年第5期

《金属矿山》期刊编辑部

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