黄土洞穴发育条件下滑坡土体性质及其稳定性分析

黄土洞穴作为黄土高原区独特的地形地貌,其发生与滑坡特征密切相关,洞穴的发育和演化又受到土性、地层结构等因素影响。本文通过野外调查,在黄土洞穴群诱发的黄土滑坡上选择典型剖面进行室内外实验,分析了黄土洞穴发育条件下滑坡土体的物理力学性质,运用数值模拟探究了黄土洞穴对边坡稳定性影响。研究结果表明:1)北郭村滑坡洞穴区域土体的容重、抗剪强度大于非黄土洞穴区域,孔隙率小于非黄土洞穴区域;滑带土容重最大,孔隙率最小,抗剪强度最低。滑坡发生不久,滑坡体土为扰动土,各项土体参数尚不稳定;洞穴区域土体沉积时间久,土体性质稳定;滑带土各项土体参数与前两者相差较大。2)研究区饱和导水率为0.2mm/min-1.3mm/min,滑坡后缘(洞穴区域)土体渗透系数小于滑坡体土(非洞穴区域)的渗透系数,孔隙率是影响入渗的主要因素;在滑坡后缘,黄土洞穴的渗透系数小于农田,有机质是影响入渗的主要因素。3)北郭村滑坡自然状态下稳定系数为0.7936,属于不稳定状态;洞穴状态下稳定系数0.7291,洞穴的存在降低了边坡的稳定性。     

考虑非饱和特性的黄土湿陷性与微观结构分析

利用扫描电子显微镜测试技术对3个场地16个土样的微观结构进行观测,并使用图像处理软件对微观图像进行处理、对土样孔隙的几何特征参数和分维数进行了提取,土样孔隙分布分维数为1.816~1.936。利用分形几何学原理建立非饱和土的孔隙分布函数,对天然湿度下黄土中水分分布进行分析,运用回归分析的方法对孔隙的分维数、非饱和孔隙孔隙率和湿陷性的关系进行了分析。结果表明:孔隙分维数越大,孔隙结构越复杂;天然湿度下处于非饱和状态的黄土孔隙孔径均大于40μm,黄土的湿陷系数随着孔隙分维数、非饱和孔隙孔隙率的增大而增大,非饱和孔隙是造成黄土湿陷的主要原因。     

黄土滑坡稳定性评价的反演分析

本文根据黄土滑坡的变形监测结果，同时考虑了边坡的初期应变分布状况，通过有限元反分析法，反推出边坡地基的力学参数，为黄土滑坡的稳定性评价和预报提供了可靠的依据。     

陕北子长县阎家沟黄土滑坡特征及其变形机制

野外调查和钻探资料显示,阎家沟滑坡属大型黄土滑坡,滑坡体为中、晚更新世黄土.在滑坡前缘流水侵蚀坡脚和滑坡体上修建窑洞、梯田、排放生活用水等人类工程活动影响下以及在2002年7月4日连续强降雨的激发下,目前处于不稳定状态,若遇强降雨失稳概率很大.填埋滑坡体裂隙和孔洞、加强地表排水、在滑坡体前缘沟谷修建淤地坝是提高陕北此类滑坡稳定性最为经济有效的措施.     

黄土边坡动力响应分析

运用有限差分软件FLAC3D,建立了某一黄土边坡三维模型,首先对其在地震作用下的动力响应规律进行了总结,然后探讨了地震动参数对黄土边坡动力响应的影响。结果表明:黄土边坡对地震波存在垂直放大和临空面放大作用;当输入地震波振幅或频率增加时,坡面监测点加速度放大系数随坡高增加呈"增加→衰减→增加"的三段形态;速度放大系数随坡高的增大而增大,并在坡顶达到最大值;位移放大系数随振幅和频率的增加而增加;地震持时对加速度、速度峰值的影响不大,但坡体位移随持时的增加而显著增加。强震作用下的最大剪应变增量区域的位置和形状表明,黄土边坡的破坏模式仍是沿着某一弧形潜在滑动面失稳破坏。研究结果有助于进一步揭示黄土边坡在地震作用下的失稳机制,为黄土地区边坡抗震设计与防灾减灾提供参考。     

天水750 kV变电站黄土滑坡成因分析及地质选线

史家坪滑坡是在天水750 kV变电站建设前期发现的一处大型黄土古滑坡。变电站场地位于滑坡主滑方向上,因此该滑坡对变电站的建设及运营存在有较大的影响。在详细的野外地质调绘、钻探、岩土测试分析的基础上,对滑坡的基本特征及成因进行了分析。认为该滑坡具有多次滑动的性质,主滑动面分别位于第四系黄土层内及黄土与下覆泥岩接触带。利用Geoslope与FLAC 3D建立滑坡的二维、三维地质模型,并采用极限平衡法和有限差分法进行分析,评价了史家坪滑坡不同滑体的稳定性与滑坡整体变形特征。二维极限平衡分析结果表明:该滑坡在天然状态、暴雨状态和地震状态下处于稳定状态,在暴雨与地震作用下不稳定,且浅层滑面安全系数小于深部滑面,表明该滑坡浅部稳定性较差。三维有限差分计算结果表明:滑坡体变形主要集中在滑体表层的中后部,沿滑动方向局部最大位移可达35 m。综合分析认为:该滑坡目前处于稳定状态,但位于滑坡堆积体上的输电线路塔基开挖易引起滑坡局部复活,施工安全风险极大。在地质选线时采取了绕避滑坡的方案,本研究可供黄土地区滑坡勘察借鉴。     

含水量对滑带土强度变形参数及滑坡稳定性的影响

滑带土含水量的变化对其强度和变形参数有较大影响,并且影响滑坡稳定性,三峡库区涉水滑坡受库水位变化与降雨影响,滑带土含水量处于不断变化中。以三峡库区万州区三舟溪滑坡滑带土为例,运用非饱和土力学理论,分析土体抗剪强度指标与含水量之间的关系;采用不排水快剪试验、压缩试验、X射线衍射分析及电镜扫描技术,揭示滑带土的矿物组成和微观结构,不同含水量滑带土的抗剪强度指标及边坡稳定性变化规律。结果显示:滑带土含有大量的蒙脱石粘土矿物,具有较强的亲水性,矿物具有明显的定向排列,矿物间微裂隙和微孔隙发育;含水量的变化对滑带土的抗剪强度、变形模量、稳定性影响较为敏感,以最优含水量为分界点,随着含水量的增大,粘聚力c先增大后减少,内摩擦角φ先缓慢减少后快速降低,变形模量先快速降低后缓慢减少,边坡稳定性系数先增大后减少,潜在滑动面位置先变深后变浅。研究结果对滑坡稳定性研究及治理工程设计具有指导意义。     

宁夏西吉县低角高速远程黄土滑坡及其形成机理分析

地震诱发黄土滑坡是1920年宁夏海原8.5级大地震在宁夏西吉县西南部的最严重地震次生灾害,该区域内滑坡规模大、密度高、类型全,主要类型是低角度、高速、远程黄土滑坡。经对典型滑坡进行野外地面调查、黄土层位划分、黄土显微结构测试和对滥泥河左右两岸的滑坡形态进行综合分析后认为:西吉地处中国黄土高原干旱地带,黄土堆积以大孔隙发育的非饱和黄土为主,地震时突发水异常使地下水位瞬间上升、黄土中孔隙水压增高、黄土自重加大,在地震力和水动力的共同作用下,导致黄土发生液化,这是该区地震诱发黄土滑坡的综合形成机理。     

季节冻土区冻融期黄土滑坡基本特征与机理

在我国北方大部分地区滑坡灾害的发生有两个高峰期,即雨季和冻融期,而目前对冻融期滑坡的研究尚处在起步阶段,导致对冻融期滑坡的防治效果远不及雨季滑坡。本文以甘肃黄土滑坡为研究对象,探索季节冻土区冻融期黄土滑坡的基本特征和形成机制。结果表明,季节性冻融作用是季节冻融期黄土滑坡滑坡发生的主要因素,其不但在斜坡表层产生强烈作用,而且可引起斜坡深处地下水富集、土体软化范围扩大和静、动水压力增大等冻结滞水效应,促使斜坡整体性大规模变形破坏,导致滑坡发生。     

宁夏海原8.5级地震诱发黄土滑坡的变形破坏特征及发育机理

海原地震是我国黄土地区影响深远的大震,其诱发的黄土滑坡不计其数.对海原地震中黄土滑坡密集发育的西吉、海原、固原地区开展调研工作,研究强震作用下黄土滑坡的基本特征、破坏类型,以及该地区黄土地震滑坡密集发育的成因机理.西-海-固地区黄土地震滑坡具有集中发育、扎堆群发的分布规律,且易发生在坡高较低、坡度较缓、山梁单薄、地貌破碎的斜坡地带,并具有方向性和运动液化的特点;考虑黄土特殊的结构特征及动力特性,黄土地震滑坡的破坏类型可分为振动软化——剪切破坏、振动液化——流动破坏、振动崩塌破坏及震后蠕变破坏四种;西吉县西南部黄土地震滑坡密集发育是因为该区处于海原地震地壳破裂带的几何投影中心,并受该区岩土分布特、地貌特征,以及所遭受地震波频谱特征控制.     

非饱和黄土静、动强度及其相关性研究

通过静三轴试验和动扭剪试验研究了非饱和黄土的静、动强度特性,对非饱和土的有效应力计算公式以及动扭剪试验Mohr-Coulomb强度指标的整理进行了讨论,提出了非饱和黄土和饱和黄土的有效应力计算的简化公式。分析了原状黄土和重塑黄土静强度指标随含水量、密度变化的规律,以及动强度指标随含水量、破坏振次变化的规律。研究了黄土静、动强度指标之间的相关性,黄土的静力强度指标与破坏振次为20次时的动力有效强度指标很接近。静、动强度指标之间有很强的相关性,提出了用黄土的静力强度指标推求相应的动力强度指标的经验公式。     

公路黄土路堑高边坡植物防护研究

首先根据大量现场调查资料,归纳出了黄土路堑高边坡的8类地质结构模型和坡面破坏类型;再根据公路工程地质分区,并结合边坡地质结构模型,提出了黄土地区公路路堑高边坡植物防护的基本原则;最后,在保证边坡整体稳定的合理坡型的基础上,提出了公路黄土路堑高边坡植物防护技术方案。     

基于模糊相似优先比的黄土路堑高边坡稳定性评价

充分挖掘大量已知其稳定性状况的公路黄土路堑高边坡,根据模糊相似优先比的概念,构造了一个基于模糊变权相似优先的边坡范例推理模型。对每一个黄土边坡稳定性的影响因素,分别建立边坡的目标范例与源范例之间的模糊相似优先关系。经过影响因素之间的两两比较,获得了不同的影响因素下边坡的目标范例与源范例之间的相似性序列,在确定影响因素各自的权重之后,经计算可获得边坡的目标范例与源范例之间的综合相似性序列,从而最终找出与边坡的目标范例最相似的源范例,进而实现了黄土边坡目标范例的稳定性评价。实例分析表明:边坡稳定性评价结果与其实际状态吻合较好。     

高速铁路黄土路堑边坡变形的动力数值分析

以郑西高速铁路客运专线路堑段铁路黄土边坡工程实例为背景,经过适当简化处理,利用数值模拟软件FLAC建立了轨道-路基-黄土边坡系统动力分析计算模型,并对不同列车运行速度下黄土边坡的扰动程度及边坡稳定性进行了分析。结果表明,黄土边坡的扰动程度随列车运行速度的增大而增大,稳定性随列车速度的增大而减小。     

矿渣与工业废渣改良黄土的性能与机理研究进展

黄土在世界上分布面积较广,在我国也有约60×104 km2的分布,具有湿陷性是其区别于其它区域性土的最显著特点,并由此引发造成各种地质灾害和工程问题.采用石灰、水泥或高分子材料等对其进行改性以达到消除湿陷性或提高黄土强度的目的,是岩土工程领域的重要课题.选用矿渣和工业废渣作为改性参料,用以研究改性黄土的力学特性变化和改...     

下蜀土边坡地震稳定性的大型振动台试验研究(Ⅱ)——试验结果及分析

选用天然下蜀土,设计并完成了一几何相似常数为20、坡高为0.5 m、坡角为45°的模型边坡1 g大型振动台试验,通过对模型边坡动力特性、动力反应及宏观变形等三方面的研究,揭示了下蜀土边坡的地震反应机理。试验结果表明,下蜀土边坡有着稳定的一、二阶自振频率和阻尼比,随着地震动加载幅值(PGA)逐渐增大,其一阶自振频率逐渐减小,一阶阻尼比逐渐增大;坡高范围内,PGA放大系数均大于1,且自下而上逐渐增大,并在坡肩处达到最大,其在坡脚处的值小于水平方向其他位置处的值,输入El Centro波(经时间相似常数4.47压缩)时的值分别大于输入El Centro原波和Kobe波(经时间相似常数4.47压缩)时的值;随着输入PGA的增大,土体非线性特征逐渐增强,边坡也逐渐趋于失稳破坏状态;震后模型边坡坡脚、坡顶等部位出现了不同程度的裂缝,说明边坡中出现了通过坡脚的(潜在)滑动面。