滑动带剪切试验及其微、细观结构的分析

摘要

作为滑坡的重要组成部分，滑动带的变形发展与滑坡的孕育、形成、及演化有着密切的联系，从某种意义讲，研究滑动带宏观的力学特性、影响因素、以及微、细观结构的变形破坏规律对认识滑坡的变形破坏机理有着重要的指导作用。
　　 本文首先利用WTD-1500大型多功能试验机，对不同砂颗粒含量、不同法向负荷以及不同滑动面表面形态的滑动带进行剪切试验；然后选取不同剪切程度的典型滑动带试样，在电子显微镜和体式显微镜下观察其细观结构，进行定性分析；最后借助IPP软件对微观结构特征进行数字化处理，运用分形和熵对其结构进行定量分析，以进一步认识滑动的变形发展过程。
　　 通过上述研究工作，得到如下结论：
　　 滑动带的剪力-剪位移曲线分为2种形式，A型-无峰值；B型-有峰值。而曲线出现峰值点的控制性条件为可产生明显咬合摩擦的颗粒密度和一定水平的法向负荷。滑动带微结构孔隙的分维数在一定程度上反映了矿物颗粒间的摩擦程度：分维数越小，孔隙轮廓越平缓，则颗粒间的摩擦较强，反之，分维数越大，孔隙轮廓越曲折，颗粒间的摩擦越弱。而主轴排列熵则反映了矿物颗粒的定向度：熵值越大，颗粒的定向度越差，滑动带的抗剪切强度便越高，反之，熵值越小，颗粒的定向度越高，滑动带的抗剪强度便越低。根据滑动带剪切过程中微观结构的两个主要变形方面，可用分形和熵对滑动带的剪切破坏机理进行定量分析。