西南某水电站坝肩堆积体基本特征及稳定性研究

研究下红岩堆积体的稳定性对拟建水电站大坝和附属水力设施的布置和安全有着重要的意义。本文在深入分析该堆积体基本特征的基础上,以地形地貌、变形破坏迹象及物质组成特征的差异性为依据,对其进行了工程地质分区;在此基础上,对该堆积体成因及今后变形机理进行了论述,重点分析影响堆积体稳定性的诱发因素;最后采用极限平衡法计算了堆积体整体(分区)以及局部稳定性。计算结果为分析目前堆积体的稳定状况及预测其可能造成的工程危害性提供了评价基础。     

沟道起动类泥石流松散堆积物起动分析

沟道松散堆积体的稳定性直接影响到泥石流暴发的概率与规模,其研究对泥石流灾害的预报和防治具有重要意义。同时考虑孔隙水压力和渗透水压力作用,确定了堆积体内潜水流浸润线高度,构建了沟道松散堆积体渗透破坏模型。结合案例计算,从松散堆积物、沟道地形、水动力方面分析了沟道松散堆积体中水土作用的变化,发现渗透系数、有效黏聚力、有效内摩擦角对松散堆积体的稳定性影响相对较大,天然密度、饱和密度的影响相对较小,沟道松散堆积体起动破坏形式按降雨的强度、历时及渗透系数分为整体失稳滑动破坏模式和逐级滑动破坏模式。     

堆积体骨料比及土壤含水率对其稳定性影响的试验研究∗

堆积体失稳是较常见的滑坡灾害之一。以鹅卵石、碎石、南方红土为材料组成的堆积体为研究对象，通过测量堆积体临界坡度，分析了堆积材料组成比例及土壤含水率对其稳定性的影响。结果表明：（1）就堆积坡度而言，不同堆积坡度材料之间存在最不利组合（在单独堆积坡度较低的材料占比为80%时堆积体的临界坡度最低）；（2） 堆积体中含土率对堆积体临界坡度存在先减后增的影响，当含土率为20%时堆积体坡度最小；（3）堆积体中土壤的含水率对堆积体临界坡度存在先增后减的影响，当土壤含水率超过30%时负面影响明显；（4）混凝土流变仪测试得到的堆积材料的流动屈服应力与试验材料堆积稳定性存在正相关规律。     

三维离散单元法在泥石流堆积研究中的应用

泥石流在河道汇流部的堆积会引起主河道河床和水流的改变。为了研究泥石流的堆积与输移规律，在对传统离散单元法(DEM)进行分析的基础上，提出了适用于计算泥石流运动的三维离散单元模型，并应用该模型计算了主河在无水(或弱水流)条件下，泥石流的堆积过程与堆积扇形态。在此基础上，提出了泥石流(采用离散单元法)与主河水流(用流体力学方法)交替计算的耦合模型，模型重点考虑了堆积体与水流交界面单元格中泥沙的沉积与输移，并按单元格中的流动状态和泥沙浓度来确定泥沙的沉积与输移。运用改进后的模型计算了无水和有水流作用下的两种堆积过程，其堆积体的纵向坡面变化、堆积扇的几何形态、泥沙浓度分布等，均得到了较详细的刻画。     

深切河谷岸坡大型堆积体成因及稳定性研究

金沙江中游某拟定水电站坝址区下游存在一非基质结构岸坡,覆盖层厚度巨大,以白云质角砾堆积层为主。对角砾堆积体物质结构特征及成因机制进行研究,确定了其滑坡成因的性质,并分析了早期河谷边坡岩体可能的变形破坏方式。对该边坡稳定性分析表明,该古滑坡堆积体边坡自身结构长期处于稳定状态,没有发生古滑体复活或变形迹象,其整体不存在失稳条件。     

不同密实度条件下泥石流沟侧岸堆积体破坏过程研究

沟道两侧的松散堆积体是泥石流形成的重要物源之一,其在暴雨洪水过程中的破坏和失稳过程在某种程度上决定了泥石流的形成过程,不同密实度条件下堆积体的稳定性和破坏过程将有所不同。本文通过室内理论模型实验研究沟岸两侧堆积体的破坏过程,重在探讨不同密实度下堆积体破坏过程的差异。通过设计4组水槽实验,对不同密实度的堆积体破坏过程进行了实验模拟。结果表明:侧岸堆积体的破坏总体上可分为3个阶段:坡脚侵蚀阶段、频繁崩滑阶段、逐渐稳定阶段,在实验尺度下,较松散的堆积体在水流侧蚀作用下,主要破坏模式为局部滑动失稳;较密实的堆积体,容易形成临空面后易发生大规模倾倒式破坏,表现为重力式坍塌;堆积体频繁失稳过程并不是一次性整体破坏,而是一个逐步渐进的过程,破坏在时间上具有间歇性,空间上具有离散性,规模上涨落性;较松散的堆积体,土体破坏的间隔时间短,但平均规模和总体较小;较为密实的堆积体,土体破坏间隔时间长,但平均规模和总体规模较大,反映了不同密实土体破坏过程的差异。该研究拟为山区流域泥石流的形成方式和过程研究作出贡献。     

贵州省S304迓凤线K151+403～K151+663段滑坡形成机制及稳定性评价

滑坡发育在区内一斜坡堆积体范围内,受区内连续强降雨等影响,坡体出现大规模滑动现象,导致道路中断、房屋倒塌。通过查明该滑坡的地形地貌、地层岩性、岩土体结构特征和水文地质条件,结合工程地质钻探及调查等措施,分析该滑坡的破坏特征及形成机制,并运用传递系数法对滑坡进行稳定性评价。最后,根据滑坡推力计算结果,采取了重建该段公路、抗滑桩支挡、锚索框架及截排水的综合治理措施,治理后滑坡变形得到有效控制,取得了良好的效果,保障了该段公路的安全运营。     

软岩区厚层堆积体公路高切坡变形机制及其支护技术

降雨易沿堆积体土体孔隙下渗至软岩强风化层,并在中风化线以上汇聚赋存。针对软岩区堆积体公路边坡滑塌病害频发的现状,以重庆某高速公路50 m高页岩与块石土混合高切坡变形体为例,从项目区地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质及病害形态等方面对边坡变形机制进行了深入和系统的分析。结合变形体区内边界条件及影响因素,针对性的提出了一种经济性和安全性最优的综合处治方法。采用该方法处治后的高切坡变形体历经多年的雨季检验,安全稳定无变形,可为类似工程提供参考和借鉴。     

堆积体陡斜坡路基滑坡机制及其处治对策

堆积体陡斜坡路基作为山区高速公路特殊路基设计的重要内容,受到国内外工程技术人员和相关学者的高度关注。针对山区高速公路堆积体陡斜坡路基病害频发的现状,以国内某山区高速公路典型路段为研究对象,从地形地质条件、路堤填筑、边界内建(构)筑物状态、施工方案与设计文件的差异等方面对堆积体陡斜坡滑坡机制进行了深入的分析和研究。陡斜坡地貌、坡脚临空、人为堆载等是堆积体斜坡失稳的关键因素,地表植被和原始水系的破坏将加速滑坡的形成、加剧致灾程度。针对性的提出了"上部减载、中部封水、下部固脚"的综合处治措施,多年的变形监测表明:该措施经济有效、安全可靠。     

八一沟松散堆积体粒度特征研究

八一沟位于地震极重灾区四川省都江堰市龙池镇云华村,历史上多次发生过大规模泥石流。通过对现有的粒度分析方法进行了总结,采用矩法和标度法分析了八一沟内松散堆积体(坡积物、沟床沉积物、泥石流沉积物)的粒度特征,最后对比分析了现有粒度分析方法。结果表明,八一沟上游为泥石流的主要物源和流动区,对颗粒沉积的影响较小,而下游的堆积区则对颗粒级配的改造较大。标度法可以通过幂指函数对松散堆积体的级配进行统一描述,八一沟中上游堆积土体的特征粒径Dc主要分布在10左右,这与该颗粒级配主要形成低密度泥石流的预测和八一沟已发生的泥石流密度(1.7~1.8g/cm3)一致,说明在强降雨条件下,八一沟上游会再次诱发低密度泥石流。因此利用不同的土体粒度分析方法,可以推测松散堆积体的沉积环境及未来的活动特征。     

安徽繁昌滑坡群形成机理及稳定性分析

安徽繁昌滑坡群为沿江高速公路施工诱发的工程滑坡,滑坡群形成主要受区域地质构造背景、物质组成、地形地貌、结构面特征、岩体风化程度等诸多地质环境条件控制,作为大型土质堆积体滑坡群在长江沿江丘陵地区比较少见,就其成因背景、形成机理及稳定性进行论证分析,并对其进行分级分区,有针对性的提出了该滑坡群的治理方案。     

基于多模态传感器系统的长江下游窝崩边坡稳定性分析

2016年9月利用Sea Bat-7125多波束测深仪、Riegl-VZ-4000三维激光扫描仪、Edgetech-3100p浅地层剖面仪、双频ADCP、Trimble-差分GPS、RTK等组成的多模态传感器系统,对长江铜陵太阳洲水道凹岸河段窝崩边坡的沉积地貌和水动力特征进行陆上与水下联合测量和三维地形数据的融合研究,计算分析边坡整体稳定性及其发展趋势。结果表明:该河段发育的窝崩呈内凹型三级阶梯状冲蚀结构,陆上边坡坡比0.09~0.25,水下边坡坡比0.33~0.55,窝崩坑崩坍土方量15 246 m3,坡脚和近岸区均存在崩坍堆积体。坡脚表层沉积物属细砂-中砂质地,中值粒径为152.7μm,窝崩区及近岸区堆积层厚度3~5 m。窝崩坑内水流呈直径50 m的竖轴回流,表层平均流速0.22 m/s,中层平均流速0.30 m/s,底层平均流速0.14 m/s,其对边坡土体持续淘刷,并和近岸堆积体共同作用使窝崩朝西北向环形扩展,边坡稳定性较差。     

极震区震后泥石流物源特征研究

汶川地震后,极震区产生了大量的崩滑堆积体、震裂岩体及震动松弛覆盖层,极震区震后泥石流物源的产生及汇集方式发生了极大的变化,但缺乏震后特殊条件下动储量的计算方法。在实际调查统计"5·12"极震区安县高川乡多条泥石沟物源的基础上,总结了极震区震后泥石流的形成过程及启动方式。分析得出,震后泥石流物源量与沟域面积、高程放大效应、断层运动方式、地质岩性条件及地形条件等因素有关,其中沟域面积、沟顶高程及沟道与发震断裂的距离为主控影响因子。在此基础上,提出了"地震高程指数放大经验模型";通过多元统计拟合法首次得出了震后泥石流动储量与流域面积、高差的计算关系,并通过地震距离修正得出极震区震后泥石流的动储量计算公式,为震后泥石流动储量估算及工程治理提供参考。     

西藏樟木滑坡特征及成因研究

查明樟木滑坡的特征及成因是该滑坡防治工程设计需要解决的首要问题。通过对樟木滑坡的现场调查,结合钻探资料对樟木滑坡的形成条件和堆积体特征进行了分析,揭示了该滑坡的演化过程和形成机理。研究表明:樟木滑坡是一个多期次滑坡构成的复杂滑坡;滑坡演化过程为岩质古滑坡→崩坡积层滑坡→浅表层堆积层滑坡;各期次滑坡的主控因素不同,形成机理差异较大;滑坡运动方式主要有牵引式和推移式两种,混合式少见。研究成果可供认识大型复杂滑坡和樟木口岸滑坡防治工程设计参考。     

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。     

白龙江宝珠寺水库库区塌岸模式研究

通过对宝珠寺水库库区塌岸情况的现场调查及其典型塌岸区的工程地质测绘,查明了其塌岸主要发生在第四系残坡积及古滑坡堆积体库岸的规律;建立了库区塌岸的3种主要模式:冲刷塌岸型,蠕动-张裂变形,牵引式滑移-拉裂错落;重点剖析了各模式典型塌岸段的形成发展过程及机制,计算分析出不同水位下的典型滑坡的稳定性变化规律;统计得出冲刷塌岸后各类岸坡的水上稳定坡角、水下磨蚀坡角;最后,阐明了水库岸坡的地层岩性及地质构造条件是塌岸发生的内因,而水库水位消落时岩体中排水不畅所形成的滞后的动水压力,是使滑坡及土体发生蠕动的外因。     

基于临界水深法的单沟泥石流启动降雨量推算

以汶川县七盘沟为研究对象,在高精度遥感影像的支持下,通过对七盘沟的实地勘察,收集汇总了七盘沟泥石流的基础数据(松散堆积体属性、泥石流容重等)。应用临界水深法,结合七盘沟的实际情况,逆向推求七盘沟泥石流启动的临界降雨量。研究发现:汶川县七盘沟流域共查明117处松散堆积体,其临界水深介于0.18~11 m之间,松散堆积体的临界启动值为0.1~6.9 m/s,启动降雨量处于0.1~174 mm之间。本研究结果与七盘沟实际情况基本吻合,可为单沟泥石流监测和预警预报系统的建设和完善提供一定参数指导。     

白龙江流域武都区段新发泥石流堆积物基本特征及颗粒级配分维研究∗

白龙江流域是我国泥石流的高发地区,在强降雨的激发下沟谷内堆积的大量固体松散物质易形成泥石流。 松散固体物质的颗粒级配影响着它的力学性能,进而对泥石流的启动产生较大影响。强降雨后,松散堆积体内大范围剪切破坏而转化为泥石流。以白龙江流域近期新发泥石流的 16 条泥石流沟为研究对象,取其具有代表性的堆积样品,通过室内土工实验,测试其基本物理力学参数。并通过筛分及激光粒度仪对样品的颗粒进行分析,采用统计图解法、粒度分维法和经验公式法对泥石流堆积物的特征、性质、粒度分形结构和颗粒级配关系进行分析。结果表明：1. 区内泥石流堆积体粒度分布具有良好的分形特征,粒度分维值 D 为 2.5~2.6,且粒度分维值 D 随黏粒含量 P_c的增加而增大,二者满足关系式 D=0.115 1ln(P_c )+2.509 8。2. 通过经验公式、粒度分维计算、现场称重等方式确定了白龙江流域武都区段大部分泥石流为黏性泥石流。3. 堆积物中的黏粒含量较多,但大都缺失中间粒径,级配不良,且堆积物的抗剪强度普遍不高。各泥石流堆积物的物理力学性质有着较大的差异,但其内摩擦角却大都在 27°~30°变化。说明该区域泥石流堆积物的内摩擦角具有良好的相似性。通过研究新发泥石流堆积体的物理力学特性,依据分形理论,剖析粒度分维值与粒度组成、粘粒含量、黏粒级配等相关性,为泥石流防灾减灾提供基础数据支撑。     

边坡稳定性影响因素主成份分析

以一均质土坡为例，运用正交设计试验方法和主成份分析数值处理方法对边坡稳定性影响因素的主成份分析，克服了传统方法大量试算的困难，考虑了各因素问的交互作用，定量给出了各主成份对边坡稳定性影响的贡献。研究表明，在常见的均质土坡或松散堆积体岩土质边坡中，粘聚力、摩擦角和坡高对边坡稳定性影响的贡献最大；在抗震设防烈度为7度以下的一般岩土体地区，土的重度和地震加速度对边坡稳定性的影响贡献较小。     

鄂西清江古树包滑坡灾害形成机理探讨

根据古树包滑坡体的地质背景及工程地质特征，对影响滑坡灾害形成的各项因素进行了分析与计算，探讨了该滑坡灾害形成的机理，为今后工程建设中滑坡灾害的防治提供了参考。