动态强度折减法及岩土工程应用

本书围绕复杂地质条件下岩土工程的稳定性分析难题，系统阐述动态强度折减法的理论创新与工程应用。本书聚焦我国西南地区高陡边坡、深埋隧道等重大工程面临的极端挑战，指出传统岩土分析方法(如极限平衡法、静态强度折减法)在非均质岩土体劣化机制、多场耦合渐进破坏模拟等方面的局限性。强度折减法主要用于极限状态下的边坡稳定性系数求解，但不能模拟边坡的渐进破坏和变形演化规律。在此背景下，本书提出动态强度折减法，其核心突破在于通过局部动态折减策略、应变软化本构模型及多维度判据体系，精准刻画岩土体损伤演化过程，实现从局部微破裂到整体失稳的动态模拟，以及边坡渐进演化过程中的滑动面演化和变形量值评价。

2014年获得四川省杰出青年基金资助；2016年获得工程地质领域“谷德振青年科技奖”；四川省科技进步一等奖，2017年，R5；中国岩石力学与工程学会自然科学特等奖，2018，R3；中国施工协会工程建设科技进步一等奖，2023年，R2

目录
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 强度折减法 2
1.2.2 岩土体应变软化本构模型 4
1.2.3 边坡稳定性分析方法 5
1.2.4 地下工程动态预警方法 6
1.3 现有研究存在的问题 7
1.4 本书主要内容 8
参考文献 8
第2章 岩土体材料应变软化特征 13
2.1 试验方案设计 13
2.1.1 试验材料选择 13
2.1.2 卸荷量试验方案 14
2.2 五种岩石卸荷力学参数劣化规律 16
2.2.1 五种岩石常规三轴压缩力学性质 16
2.2.2 不同卸荷量下五种岩石卸荷参数劣化规律 19
2.3 三种土卸荷力学参数劣化规律 27
2.3.1 常规剪切力学性质 27
2.3.2 不同卸荷量下三种土力学参数劣化规律 32
2.4 不同含水率下滑带土力学性质及孔隙特征 36
2.4.1 制样及试验方法 36
2.4.2 滑带土抗剪强度及破坏过程规律分析 37
2.5 本章小结 42
参考文献 43
第3章 动态强度折减法原理 44
3.1 动态强度折减法计算原理 44
3.2 边坡渐进破坏计算步骤 47
3.3 算例分析 48
3.3.1 动态强度折减法计算 48
3.3.2 整体强度折减法计算 50
3.3.3 动态强度折减法优越性 51
3.4 本章小结 52
参考文献 53
第4章 考虑张拉破坏的强度折减法研究 54
4.1 张拉-剪切应变软化模型和强度折减失稳判据 55
4.1.1 边坡张拉-剪切渐进失稳模式分析 55
4.1.2 张拉-剪切应变软化模型 56
4.1.3 强度折减失稳判据 59
4.2 考虑张拉破坏的强度折减方式 60
4.3 考虑张拉破坏的滑动面显示 60
4.3.1 传统滑动面显示方法 60
4.3.2 张拉-剪切全滑动面定量显示指标 61
4.4 考虑张拉-剪切渐进破坏的边坡强度折减法评价流程 63
4.5 与传统强度折减法模拟结果对比分析 64
4.5.1 本构关系 64
4.5.2 数值建模 66
4.5.3 整体折减 66
4.5.4 局部折减 72
4.6 本章小结 73
参考文献 73
第5章 考虑张拉-非连续破坏的强度折减法研究 76
5.1 多级滑坡典型案例分析 76
5.1.1 滑动面形态特征与分类研究 76
5.1.2 滑坡体位置关系与分类研究 83
5.1.3 滑坡地表裂缝演化特征研究 91
5.2 考虑张拉-非连续破坏的强度折减法 92
5.2.1 方法概述 92
5.2.2 多级滑动面搜索的具体步骤 95
5.3 与传统强度折减法模拟结果对比分析 96
5.3.1 牛角沟滑坡概况 96
5.3.2 滑坡基本参数取值 97
5.3.3 牛角沟滑坡的多级滑动面搜索结果 98
5.3.4 考虑张拉-非连续破坏的强度折减法优越性 100
5.4 本章小结 101
参考文献 101
第6章 基于动态强度折减法的边坡稳定性评价 103
6.1 “三段式”查纳滑坡稳定性分析 103
6.1.1 查纳滑坡概述 103
6.1.2 数值建模与计算 109
6.1.3 边坡稳定性分析 110
6.2 丹巴滑坡稳定性评价 114
6.3 大岗山水电站边坡稳定性评价 119
6.3.1 大岗山边坡工程概况 119
6.3.2 边坡计算模型 123
6.3.3 边坡稳定性分析 124
6.4 本章小结 131
参考文献 132
第7章 基于动态强度折减法的地下工程变形预警 133
7.1 大型地下厂房失稳与变形预警 133
7.1.1 围岩失稳破坏机理 133
7.1.2 基于动态强度折减法的围岩失稳判据 138
7.1.3 地下围岩变形预警基准值计算方法 141
7.2 某地下厂房围岩变形预警等级确定 146
7.3 本章小结 154
参考文献 154