土石混合体工程地质力学性质试验研究

土石混合体是众多地质灾害的重要载体，具有高度的非均匀性和变异性、土-石结构对其力学性质影响显著等特性，因此，土石混合体工程地质力学研究已成为当前国内外地质工程研究的热点课题。针对目前对含石量研究较多，而对基质力学效应、尺寸效应和基伏面效应研究很少的不足，本课题将通过不同成因土石混合体工程性质的调查研究，采用推剪试验、直剪试验、图像处理和数值模拟等手段，研究不同种类（不同粒径和不同岩性）基质的强度特性，揭示基质对土石混合体基本力学性质（强度、变形性、结构性等）的影响；研究土石混合体的尺寸效应，揭示试验尺寸大小对于强度参数的影响，提出适用于不同研究目的的最佳试样规格确定方法；研究不同粗糙度、不同产状基伏面的变形破坏规律，建立斜坡失稳准则，提出基伏面控制型边坡的稳定性评价方法，为类似斜坡灾害防治提供新的科技支撑。

土石混合体是一种土-石混杂、分布广泛、性质特殊的地质体，也是众多山区地质灾害的重要载体，因此，土石混合体工程地质力学研究已成为当前国内外地质工程研究的热点课题。本课题通过不同成因土石混合体工程性质的调查研究，采用室内常规三轴试验、大型三轴试验、大型直剪试验等手段，研究了不同种类（不同岩性和不同胶结程度）基质力学效应，不同粗糙度、不同产状基伏面的变形破坏规律，以及不同试验尺寸大小对于土石混合体强度参数的影响。试验结果认为：可以利用SCRM指标，即单个块石径向抗压强度与基质无侧限抗压强度之比，来定量评价块石/基质强度比，SCRM=2可以作为土石混合体块石/基质强度比应满足的界限值；基质胶结程度对土石混合体基本力学性质（强度、变形性、结构性等）产生影响；当土石混合体中块石粒径较大时，其剪切应力应变曲线不再是连续变化的，伴随着颗粒的破碎，应力呈现锯齿状；在受到不同基伏面粗糙度影响下，土石混合体与基伏面的相对切向位移可分解两部分，且剪切过程中存在一定的剪切影响厚度；利用土石混合体与基伏面在剪切过程中所表现出来的应变硬化和应变软化两种力学性质，结合尖点突变理论推导了土石混合体滑坡抗滑桩所受滑坡推力的计算公式，结合实例，对比分析表明该理论结果与现场实测结果具有较好的一致性。此外，项目还对土石混合体尺寸效应做了初步研究，相关成果有待进一步总结、深化。