裂隙水作用下近水平地层滑坡破坏机理研究

在近水平甚至反倾地层中发生滑坡的可能性较低,但在我国三峡库区万州区近水平的侏罗系地层中发育有大量的具缓倾角滑面的滑坡,对其成因机理研究具有重要意义。基于弹塑性力学的相关理论和摩尔库伦强度准则,将近水平地层滑坡进行模型简化,对后缘陡倾裂隙中充水导致滑面滑动的问题进行定量化研究。运用弹性力学方法,探讨后缘裂隙中不同充水高度时滑面的破坏情况,分析滑面破坏的动态演化过程,并针对近水平地层滑坡提出一种稳定性计算的方法,对近水平地层滑坡成因机理认识以及该类滑坡防治设计具有参考价值。     

三峡库区黄土坡滑坡滑带土卸荷状态下的直剪蠕变特性研究

为研究长江三峡库区滑坡长期受周期荷载变化的影响,特别是在洞室开挖、边坡开挖等卸荷状态下滑坡的长期稳定性,利用DZR-8直剪蠕变仪对三峡库区黄土坡滑坡滑带土在卸荷状态下的直剪蠕变特性进行了试验研究。试验结果表明:黄土坡滑坡滑带土的蠕变特性较为明显,低剪切应力作用时,滑带土的蠕变曲线包括瞬时蠕变和衰减蠕变,主要表现为弹性蠕变,但随着剪切应力的增大,滑带土的蠕变曲线呈现出衰减蠕变和稳态蠕变两个阶段,主要表现为黏弹性蠕变;根据黄土坡滑坡滑带土的剪切应力-应变等时曲线可知,滑带土的直剪蠕变的剪切应变均在1%以内,滑带土的蠕变速率在剪切应变为0.4%时有了明显的提升;黄土坡滑坡滑带土的非线性蠕变特性与蠕变时间、应力水平和土体孔隙率相关,蠕变时间越长、应力水平越大、土体较密实时,滑带土的非线性蠕变特性越显著;由黄土坡滑坡滑带土的蠕变曲线可知,滑带土的剪切应力-应变等时曲线具有曲线簇的特性,采用指数型经验蠕变模型对滑带土的蠕变曲线进行拟合,拟合效果较好,表明该指数型经验蠕变模型能够很好地描述黄土坡滑坡滑带土的蠕变特征。     

新疆塔县地震触发顺向坡失稳破坏机理研究

在新疆塔什库尔干塔吉克自治县(简称塔县)内,沿塔什库尔干河分布着众多大型岩质滑坡,均为地震触发的沿顺倾结构面失稳滑动的顺向坡,揭示它们的失稳破坏机理,对塔县境内众多顺向坡的稳定性评价具有重要的实际意义。以塔县一典型顺向岩质滑坡为例,在大量现场调查的基础上,获取了岩质滑坡的工程地质条件和基本特征,建立了岩质滑坡三维地质模型,并采用离散元数值软件模拟了岩质滑坡在不同加速度地震力作用下的变形与破坏过程。结果表明:原始滑坡的稳定性主要受地震力和顺向结构面的控制;当地震力较小时,滑坡坡体未发生变形破坏,但其有沿着结构面错动的趋势;随着地震力的增加,坡体沿着结构面错动的趋势愈发明显;当地震力增加到某一临界值时,坡体沿着结构面形成贯通性破坏面,坡体发生失稳破坏。该研究结果可为塔县以及其他地震高烈度区岩质滑坡的稳定性评价提供依据。     

三峡库区塌岸防护方法适宜性分析

根据组成库岸的岩土类型和组合型式,将三峡库区库岸地质结构概括为岩质、土质、岩土混合三大类及若干亚类,并对各类库岸的破坏方式进行了分析与总结,认为三峡水库蓄水后,库岸的破坏形式主要表现为崩塌与滑坡。根据库岸地质结构类型、破坏方式与规模,对三峡库区库岸防护设计的适宜性进行了详细的研究,认为三峡库区库岸宜采用如下5种方案进行防护:(1)对于易风化岩质岸坡或软硬互层岩质岸坡,宜以喷锚工程为主,结合局部支撑与挖方等进行防护;(2)对于土层比较厚(≥10m),地表有明显的变形破坏迹象的岸坡;或夹软弱层的易滑顺向岩质岸坡,宜以抗滑桩工程为主,结合护坡与地表排水等进行防护;(3)对于下伏完整基岩,且土层较薄(<6m)的土质岸坡或混合型岸坡,宜以挡土墙工程为主,结合地表排水等进行防护;(4)对于土层较厚(≥6m)且坡度较缓(< 20°)的土质岸坡或混合型岸坡,宜以干砌条石护坡工程为主,结合石笼、水下抛石压脚等进行防护;(5)对于坡度较陡(>20°)、厚度较大(≥6m)的土质岸坡、或强风化的花岗岩岸坡,宜以格构锚工程为主,结合地表排水等进行防护。针对这5种防护方案,选择典型库岸段进行库岸防护设计。结果表明,采用这5种方案防护库岸1 km直接工程费用分别为:857.2万元、2246.0万元、931.5万元、625.5万元、2288.8万元。     

三峡库区黄土坡滑坡滑带土直剪应力松弛特征试验研究

滑带土的应力松弛对滑坡的长期稳定性计算和支挡结构的设计具有重要的影响。为研究不同应力状态下滑带土的应力松弛特征,利用全自动直剪仪对三峡库区黄土坡滑坡滑带土在不同的垂直压力σ_n、剪应变γ、剪应变增量Δγ条件下进行了直剪应力松弛试验研究。结果表明:黄土坡滑坡滑带土的应力松弛曲线呈现出应变软化特征;随着垂直压力的增大,滑带土的应力松弛量逐渐增大;随着剪应变的增加,滑带土的应力松弛量呈先增加后减小的趋势;以滑带土应力松弛曲线的最大曲率点(T点)为分界点,可将滑带土的应力松弛过程划分为两个阶段;采用双指数衰减模型能够正确地描述滑带土直剪应力松弛曲线的特征;随着剪应变增量的增加,滑带土应力松弛双指数衰减模型拟合曲线拐点T出现的时间减小,滑带土第I松弛阶段应力松弛量的占比减小,与第II松弛阶段应力松弛量的占比呈轴对称关系,且到对称轴的距离减小。     

压缩和劈裂荷载作用下岩石最大伸长应变差异的试验研究

从力学机制上看,岩石破坏可分为剪切破坏和拉伸破坏两种基本形式,它们各自都有不同的破坏准则,其中最大正应变强度准则是一个应用相对比较简单的岩石破坏准则。最大正应变强度准则判据建立的关键是如何标定极限伸长应变Σ_0。岩石在压应力和拉应力作用下都有可能发生符合最大(伸长)正应变准则的破坏。根据弹性理论,岩石在受拉和受压时对应的最大正应变临界值是等价的。然而,由于岩石材料的复杂性,岩石实际受压与受拉导致最大正应变形式的破坏所对应的最大正应变会有较大的差别。通过试验,本文揭示了不同种类的岩石在受拉、受压破坏时最大伸长应变的差异以及受压和受拉条件下岩石最大拉伸应变的理论值和试验值之间的差异。     

迭部县黑多2~#滑坡变形破坏机制研究

滑坡的变形破坏机制是认清滑坡变形发展过程的基础,也是制定滑坡治理工程方案的理论依据。本文通过对甘肃省迭部县黑多2#滑坡进行现场工程地质勘察,在对滑坡坡体结构进行分析的基础上,总结归纳了滑坡的稳定性影响因素,分析了滑坡的变形破坏机制,并通过FLAC数值模拟验证了该滑坡的变形破坏机制。结果表明:黑多2#滑坡为一牵引式堆积体滑坡,滑坡的变形破坏模式为蠕滑-拉裂型,其变形破坏不仅受到地形地貌、地层岩性、地质构造等内在因素的控制影响,而且还受到地震、降雨和人类工程活动等外动力因素的诱发影响,因此认为该滑坡的治理思路必须是在控制堆积体变形的基础上做好坡体的排水工作。     

顺层陡倾岩质边坡变形机理探究

顺层岩质边坡是指坡向与岩层倾向一致的边坡,自然界中广泛分布。在顺层陡倾岩质边坡中往往存在滑移-弯曲变形和倾倒变形两种变形破坏模式,它们的典型变形特征与变形演化过程截然不同。总结了顺层陡倾岩质边坡滑移-弯曲变形和倾倒变形的典型特征,开展了不同边坡坡角、岩层倾角组合下边坡的底摩擦模型试验,揭示了顺层陡倾岩质边坡的变形机理和影响因素。结果表明:(1)工程实例统计分析显示,倾倒变形往往发生于岩层倾角为70°～90°、边坡坡角为40°～60°、且边坡坡高大于300 m的顺层陡倾岩质边坡中,而滑移-弯曲变形往往发生于岩层倾角为50°～70°、边坡坡角为15°～60°、且边坡坡高在300 m左右的顺层陡倾岩质边坡中;(2)顺层陡倾岩质边坡倾倒变形的典型变形特征表现为中上部岩体呈现滑移-倾倒变形,中下部岩体呈现弯曲-倾倒变形,整个变形演化过程可以概括为卸荷回弹、滑移-倾倒和蠕变-滑移3个阶段;(3)数值模拟结果显示,岩层陡倾角是顺层陡倾岩质边坡发生滑移-弯曲-倾倒变形的必要条件,当边坡坡角大于60°且岩层倾角与边坡坡角之差小于15°时,顺层陡倾岩质边坡往往发生滑移-弯曲变形,而当边坡坡角大于60°且岩层倾角与边坡坡角之差大于15°时,则其发生滑移-弯曲-倾倒变形。     

黄土坡临江1~#滑坡滑带土的淋溶试验研究

为研究酸雨淋溶作用下滑坡滑带土水-岩(土)化学作用过程对黄土坡滑坡稳定性的影响,选取长江三峡库区黄土坡临江1~#滑坡主滑带土为研究对象,设计不同pH值酸性溶液土柱淋溶试验,分析黄土坡临江1~#滑坡主滑带土中主要元素在不同pH值条件下的溶出特征和释放规律,并探讨该滑坡滑带土在淋溶过程中发生的主要水文地球化学反应。试验结果表明:pH值影响着对该滑坡稳定性起重要作用的钙质胶结物的溶解和黏土矿物的生成,且在淋溶试验选取的溶液pH值范围(3～7)内,随着pH值的减小,钙质胶结物溶解量增加、离子交换作用增强,使得土体成分流失、孔隙增大,不利于滑坡体稳定。为从微观角度了解酸雨频发地区滑坡的演化机制并提出针对性防治措施提供参考。     

毛白杨静态压缩力学性能研究及吸能分析

目的 获取毛白杨的静态压缩力学性能.方法 针对含水率为14.6％,密度为0.544 g/cm3的毛白杨木材试件进行静态压缩实验,通过实验获得毛白杨顺纹、横纹径向和横纹弦向的抗压模量、准静态压缩应力-应变曲线,并对不同方向的吸能特性进行分析.结果 毛白杨木材顺纹、横纹径向和横纹弦向抗压弹性模量分别为10.49 GPa、887和504 MPa;顺纹方向加载试件破坏形式表现为轴向屈曲,横纹径向为沿径向的裂纹及破坏,横纹弦向的破坏模式则为沿木纹纤维间的分离破坏.结论 在相同变形(应变相等)情况下,毛白杨木材单位体积吸能沿顺纹方向压缩吸收的能量最大.在应变小于0.45情况下,横纹径向和弦向压缩吸能曲线基本重合,随着应变继续增加,横纹弦向压缩吸能略大于横纹径向压缩吸能.     

贵州省马达岭滑坡崩滑形成机制及堆积体稳定性分析

马达岭滑坡为典型的平缓反倾斜横向坡,其为"塌陷-拉裂-贯通"破坏模式,自2003年以来发生多期次崩滑,形成目前的崩滑堆积态势,对在建的都匀至香格里拉高速公路造成潜在威胁。在前人研究成果的基础上,通过现场工程地质调查与试验研究,从地层岩性、岩体结构、地下水作用、软弱夹层等方面分析了马达岭HP1滑坡崩滑形成的原因以及马达岭滑坡的形成条件及成灾机理,并采用渗流有限元与极限平衡分析联合求解的方式,模拟计算了在自然状态、降雨状态、地震作用和降雨联合地震作用4种工况条件下马达岭滑坡崩滑堆积体的稳定性,分析了降雨强度、降雨时长和地震作用对滑坡崩滑堆积体稳定性的影响。结果表明:(1)强降雨条件下滑坡崩滑堆积体将处于基本稳定至不稳定状态;(2)随着降雨强度的增加,滑坡的稳定性系数总体呈减小趋势;(3)随着降雨持续时间的增加,滑坡的稳定性系数将持续降低;(4)降雨联合地震作用极端工况下,滑坡的稳定性系数进一步降低,且竖向地震力对滑坡稳定性的影响远小于水平地震力;(5)都匀至香格里拉高速公路选线规避滑坡影响区是合理的。     

湖北黄梅铁矿薄皮推覆构造及其控矿作用

黄梅铁矿区志留——泥盆系构成上薄皮推覆体,石炭——下、中三叠统构成中薄皮推覆体,而中、新生界为相对原地体。总体格架是在具有高差异应力(平均值为203.24MPa)和高应变速率(平均值为1.15×10~(-7)sec~(-1))以脆性变形为主的浅层次由NNW指向SSE方向的推覆构造运动中孕育的。菱铁矿床的形成经历了三个阶段:早期,成岩菱铁矿和矿源层的形成;中期,经层滑——逆冲断裂的构造热液的强烈改造并重新富集;晚期,层滑——逆冲断裂的破坏作用。     

三峡库区卧沙溪滑坡稳定性的可靠度及敏感性分析

三峡库区是滑坡地质灾害多发的地区,库水位周期性涨落与降雨的耦合作用是导致滑坡失稳破坏的主要原因。为深入研究库水位与降雨作用下滑坡的稳定性,以三峡库区卧沙溪滑坡为例,采用蒙特卡罗随机抽样法,分析了不同工况条件下滑坡的可靠度指标、失效概率,并分析了滑坡的稳定性系数对滑体物理力学参数(c、、γ)的敏感性。结果表明:卧沙溪滑坡具有典型动水压力型滑坡的特征,库水位下降速率越大,滑坡可靠度指标越低,当叠加暴雨工况时,滑坡的失效概率明显增大;滑坡的稳定性系数对滑体的内摩擦角最敏感,黏聚力c次之,重度γ最小,且与滑体的内摩擦角、黏聚力c呈正相关关系,与滑体重度γ呈负相关关系,库水位下降速率越大,滑坡的稳定性系数与滑体重度γ的负相关性越强,不利于滑坡的稳定。     

基于蒙特卡罗法的白家包滑坡库水位消落可靠度分析

可靠度理论考虑了滑坡岩土体本身的复杂性、离散型、不确定性,相比传统确定单一的滑坡稳定系数算法,通过可靠度指标、失效概率、各参数敏感性等对滑坡稳定性进行综合评价,更加符合工程实际。基于蒙特卡罗随机抽样算法,通过3 000次模拟抽样对三峡库区白家包滑坡在库水位消落两种工况下的可靠度和参数敏感性进行了对比分析。滑坡可靠度分析表明:两种工况下滑坡整体都表现出随着库水位快速消落其稳定系数均值减小、失效概率增大,且库水位消落速率越大这种现象越明显;当以工况2运行时滑坡失效概率超过50%,滑坡整体有失稳的可能。滑坡参数敏感性分析表明:两种工况下该滑坡滑带土体的重度(γ)与滑坡稳定系数呈现微弱的正相关性,且随着库水位消落其相关性呈现增大的趋势;滑带土体的内摩擦角(φ)与滑坡稳定系数的正相关性远大于内聚力(c),且随着库水位快速消落这种正相关性呈现微小的削弱;对比两种工况,工况2参数敏感性"增幅"、"降幅"都大于工况1。     

某大型高速公路滑坡稳定性评价及治理工程对策

介绍了钦崇高速某顺层边坡滑坡治理工程中已查明的滑坡区工程地质条件,滑动面、滑动带的位置,通过对现场工程地质条件的系统调查,分析评价了该滑坡体的成因及稳定性现状;根据钻孔资料提供的岩土体和滑面的参数,并结合参数的反算,得到了滑面的c、值,最后计算得到非正常工况下(暴雨)的滑坡稳定安全系数为0.91,说明当遇到长时间暴雨时,滑坡会进一步发展,需要及时治理。根据对该边坡的地质模型分析和对其进行的定量力学评价,提出了相应的治理设计措施。     

基于PFC对含断续节理岩质边坡静力荷载下破坏形式的研究

在含断续节理岩质边坡的破坏中,阶梯状破坏尤其显著,是一种常见的失稳破坏形式。借助二维颗粒流软件(PFC2D5.0)进行简单地质结构模型下的边坡数值模拟,通过采用PFC软件中的人工合成岩体技术,研究了7种不同组合形式下含断续节理岩质边坡的破坏形式及其内部微观接触力场的演变规律。首先对PFC软件中采用的微观力学性质参数进行了验证模拟,通过对完整岩块进行双轴压缩试验和巴西劈裂试验的模拟,得出其应力-应变曲线和强度包络线,从而计算出完整岩块的内聚力、内摩擦角等宏观力学参数;然后通过对含裂隙的颗粒集合体进行直剪试验的模拟,得出其剪应力-剪切位移曲线以及峰值强度和残余强度与正应力的关系曲线,从而计算出裂隙的内聚力和内摩擦角;最后对含上述微观力学性质参数的边坡进行静力荷载下破坏形式的模拟,得出裂隙萌生前应力集中、裂隙萌生后应力释放,以及可将潜在滑动面上方的坡体位移分成4个区,即坡脚处最大位移区、坡肩处较大位移区、坡体内部较小位移区、坡体后缘最小位移区,并验证了萌生的裂隙一般会近垂直于岩桥向坡体表面扩展,切割潜在滑动面以上坡体。     

水头饱和与反压饱和相结合的滑坡黄土物理力学特性研究

黄土地区滑坡等地质灾害频发,黄土的物理力学特性研究对黄土地区地质灾害的防治具有重要意义。以GDS三轴仪为试验平台,采用水头饱和与反压饱和相结合的方法对陕西蔡家坡滑坡原状马兰黄土进行饱和,然后对其进行三轴固结不排水剪切试验。试验结果表明:对初始含水率较低的原状马兰黄土,水头饱和结合反压饱和的方法可以使原状马兰黄土在较短时间、较小反压下达到较高饱和(孔压系数B=0.962);原状马兰黄土的轴向应力-应变曲线呈现为应变弱化型,表现为脆性破坏,在达到土的峰值强度前变形近似"弹性",且在较小的应变下即可达到土的峰值强度;饱和马兰黄土在剪切过程中产生正的孔隙水压力,孔隙水压力曲线先增加后保持稳定,围压越大孔隙水压力增长速率越大;饱和马兰黄土的抗剪强度参数为c=12.7kPa、φ=10.2°,c′=14.8kPa、φ′=16.2°,随着围压的增大其破坏应力随之增大,不同围岩下有效应力路径曲线的形态都近似呈直线形。     

基于拱效应的露天顺向岩质边坡开采影响范围的确定

顺向开采岩质边坡极易产生顺层滑动,对坡上及坡下建(构)筑物通讯或输电设施以及风景名胜等构成威胁,因此开采前须对边坡的开采影响范围作出合理的评估.本文首先从土拱的形成条件出发,分析了露天顺向开采岩质边坡岩拱效应的存在,同时结合岩土性质对土拱和岩拱的特性进行了对比分析,在此基础上建立了岩拱效应分析的基本假设条件及计算模型,并利用结构力学两铰拱理论对岩拱的拱轴线、拱圈应力、弯矩值等进行了计算;然后根据岩拱轴线和拱圈厚度求得拱圈内缘线及外缘线,并利用拱国内缘线、外缘线及开采边界将露天顺向开采边坡划分为4个区;最后结合各区对建(构)筑物影响的强烈程度,求得最大滑塌高度及开采边界距离开采影响范围线的水平距离,从而获得露天顺向岩质边坡的开采影响范围.     

边坡岩体清除的静态控制爆破断裂设计方法研究

针对传统的静态控制爆破破岩模型的不足,将静态控制爆破技术与断裂力学有效结合,提出了边坡岩体清除的静态爆破物理模型和断裂力学模型,给出了边坡斜孔裂纹尖端应力强度因子的计算公式,并解译了边坡岩体清除的静态爆破断裂力学机制;基于Charles应力腐蚀原理的亚临界裂纹扩展的三阶段基本理论,探讨了钻孔裂纹的起裂、扩展、贯通机制,并得到了静态爆破孔亚临界裂纹扩展速度与岩石裂纹尖端应力强度因子的关系式,推导出亚临界裂纹扩展的三阶段裂纹长度,最终给出了静态控制爆破的断裂设计方法;将该方法应用于万州太白岩Bw67号高陡岩质边坡清除工程,并结合现场静态爆破压力试验和断裂设计思想优化了爆破设计参数,现场施工结果表明边坡岩体清除面较完整,未对下方的建(构)筑物造成损害。     

含碳岩层中的金矿化

作者根据苏联国内外不同地区4741件分析样品的资料,计算了包括“普通”粘土质页岩、含金碳质页岩与不含金碳质页岩在内的各种页岩的化学成分。指出,硫化物型金矿化选择性地赋存在SiO_2含量偏低(56.3—59.1％)、K_2O含量偏高(3.0—4.0％)并有同生硫化物(其中包括沉积-热液硫化物)的泥质页岩内。石英型金矿化在各种不同岩石中都有发育,但主要产于SiO_2含量(61.5—80.6％)和Na_2O含量(2.16—3.35％)都偏高的、硫化物原始含量较低的粉砂岩或砂岩中。还指出,容矿岩段产于深断裂交汇处的局部同沉积凹陷内。在成分有利于成矿的岩层或岩系内,矿化受绿片岩变质相岩石的控制,并富集在强片理化和强错动变质带内,这些带中在褶皱构造形成期间溶液与岩石物质发生过持续注入。在褶皱变形条件下,成矿作用是按如下方式进行的:顺层的同生的主要为含金较低的硫化物细脉、浸染体和结核→顺层和顺层交错的含金中等或较富的硫化物团块和石英硫化物团块→整合或交错含金石英脉和细脉。硫化物型金矿石中金的粒度与容矿岩层的区域变质和错动变质程度及所伴生的交代变质程度有直接关系。