三峡库区软硬互层岩质滑坡变形机制分析——以云阳向城小学滑坡为例

三峡库区云阳县向城小学滑坡自2011年来一直持续变形,其稳定性及变形发展趋势密切关系到坡体上居民的生命财产和长江航道的安全。基于现场调查和工程地质勘察,详细介绍了滑坡发育特征;采用X射线衍射和电镜扫描分析了泥岩软弱夹层的矿物组分和微观结构,并结合室内试验探究其膨胀性和崩解性;从岩体建造特征、构造影响以及外动力作用等方面分析了滑坡的变形失稳机制。研究表明:向城小学滑坡为软硬互层结构的岩质滑坡,其稳定性主要受泥岩演化而成的软弱夹层控制,其变形破坏模式为蠕滑-拉裂-剪断式;软弱夹层主要粘土矿物为伊利石和伊利石-蒙脱石混层矿物,具较好的亲水性和一定的不稳定性,崩解性较好,微观结构以片状结构为主,部分呈层状定向排列;构造作用和岩体的建造特征对滑坡的形成演化起到控制性作用,降雨和库水位升降变化的耦合作用对滑坡变形发展起到促进作用。     

地震滑坡地形剖面线多重分形特征及其在稳定性判别中的应用

"5.12"汶川地震诱发了大量的滑坡和不稳定斜坡体,这些滑坡和不稳定斜坡体的稳定性影响到灾区社会经济发展和灾后重建。地震滑坡的不同稳定性状态孕育了滑坡地形剖面线的演化特征,并且地震滑坡地形剖面线直接地反映了在地震力作用下坡体的演变过程和演化机制。根据实测的汶川地震诱发的滑坡地形剖面线特征,研究了相对稳定滑坡、蠕滑阶段滑坡和不稳定斜坡的地形剖面线的分布特征,以及地震滑坡不同稳定状态下的地形剖面线的多重分形维数演化特征。研究结果表明相对稳定滑坡的多重分形维数演化特征的具有明显的有序性,处于蠕滑状态的滑坡和不稳定斜坡的多重分形维数演化出现明显的特征性拐点。     

高寒山区深切河谷碎裂松动岩体成因机制分析∗

以澜沧江某水电站坝址区碎裂松动岩体为研究对象,通过对岩质边坡现场调查,并运用 ANSYS 有限元软件模拟河谷演化和冻融循环过程,综合分析碎裂松动岩体的成因。调查结果表明,碎裂松动岩体的形成与区域赋存的地应力场、地层岩性、河谷演化及高原冻融风化有关。数值模拟揭示了河谷演化过程中边坡岩体持续经历主应力降低、剪应力增大的状态,应力释放而驱动边坡岩体结构面破裂,形成大量的卸荷拉张裂隙,初现“松动”特征;在大温差冻融循环作用下,原本存在裂隙面的岩体不断扩展延伸直至发生疲劳性损伤裂化。由此,总结了碎裂松动岩体的成因机制,该成果对高寒山区深切河谷碎裂松动岩体的形成机制提供依据。     

三峡库区杉树槽滑坡成因及视向滑动机制分析∗

三峡库区杉树槽滑坡属于典型的顺层岩质滑坡,但其失稳模式不同于常见顺层岩质滑坡,由于真倾向受阻,属于真倾向滑移变形转为视向滑动的特殊失稳模式。在滑坡发生后对其追踪调查的基础上,从地层岩性、岩体结构、泥化夹层、纵向裂缝等地质特征分析杉树槽滑坡形成的原因;通过对滑坡区的滑坡发生前几年降雨数据进行对比分析,研究降雨类型对滑坡的影响;基于极限平衡法,考虑滑坡的失稳模式,对主滑体进行稳定性计算。分析结果表明,杉树槽滑坡是在后缘静水压力、底滑面扬压力、侧向静水压力和滑带土软化综合作用下发生的失稳破坏;多日持续降雨之后的暴雨是杉树槽滑坡发生的必要条件;将主滑体从纵横两个方向分别进行力的解析,当纵向裂缝内水头高度达到滑坡启动的临界高度时,确实可以依靠纵向裂缝的静水压力将主滑体侧向推出。结论可为此类滑坡早期识别、稳定性评价和防治工程提供参考。     

基于改进突变理论的滑坡稳定性分级判别

基于改进的突变理论,提出一种滑坡稳定性的综合判别方法。利用山西省交城县24个滑坡实地调查的基础资料,从孕灾环境、承灾体属性和诱灾因素3个方面,选取相对高差、岩土体类型、斜坡岩土体风化程度与裂隙发育特征、植被覆盖率、斜坡结构类型、坡面形态、斜坡坡度、后缘加载、前缘切坡、降雨量10个指标,建立了滑坡稳定性判别模型。采用突变理论、模糊数学、贡献率法相结合的方法确定了初始隶属度函数值,由归一公式逐层递归运算得到总突变级数,利用改进的突变理论方法对总突变级数进行转换,形成新的滑坡稳定性判别准则。将改进后的评判结果与实地调查结果进行对比分析,表明改进的判别方法精度较高,可为滑坡地质灾害的稳定性评价及其防治提供参考。     

金沙江杀威台子滑坡成因动力学特性研究

规模巨大的金沙江杀威台子滑坡形成于约4万年前,现存体积约2.69×108 m~3,其堆积体物质结构表现出典型强动力触发的溃散型滑坡特性。进一步的离散元数值反演分析成果表明:山体内广泛发育的结构面是控制斜坡稳定的关键;a_(max)=0.4g为斜坡岩体保持整体稳定的极限动力荷载,形成高速远程运移碎屑流溃散型破坏的临界动力荷载为a_(max)=1.3g;滑坡的成因机理是底部剪切滑移锁固段岩体在强震作用下无法抵抗上部岩体的推挤而触发溃屈破坏;滑体前端受底部摩擦逐渐减速,中后部物质在强大的地震惯性力驱动下,仍以较大速度猛烈撞击前部低速滑体并抛射形成溃散型碎屑流,这是滑坡前部物质极具冲击力并远程运移越过河床甚至急剧爬坡冲覆于岸坡之上达200m的关键动力学原因。     

蠕变－样条联合模型及其在滑坡时间预报中的应用

根据滑坡演化的一般规律并考虑到外动力因素对斜坡变形破坏的影响，提出了一种蠕变与样条的联合模型。通过新滩滑坡和链子崖危岩体的实例分析，采用蠕变－样条联合模型进行滑坡位移数据分析和临滑时间预报。初步研究表明，联合模型与其它模型相比具有使用方便和精度高等优点     

蠕变—样条联合模型及其在滑坡时间预报中的应用

根据滑坡演化的一般规律并考虑到外动力因素对斜坡变形破坏的影响，提出了一种蠕变与样条的联合模型。通过新滩滑坡和链子崖危岩体的实例分析，采用蠕变－样条联合模型进行滑坡位移数据分析和临滑时间预报。     

西南深切河谷区滑坡早期识别及斜坡微地貌动态演化特征研究——以北川县白什乡老街后山滑坡为例

我国西南深切河谷区,新构造运动活跃,地质环境条件复杂,滑坡灾害易发、频发,并具有较强的隐蔽性与突发性,该文以白什乡老街后山滑坡为例,利用七期遥感卫星数据对滑坡的早期变形特征、成因机制、运动模式以及后期演化特征进行分析研究。分析认为该地区斜坡早期变形特征表现为:①斜坡表部早期发育多条有序分布的形变裂缝;②斜坡相似部位发育并行排列且运动方向一致的早期小规模崩塌、滑坡等异常变形;③斜坡局部变形范围与斜坡早期裂缝,共同呈现出"近似圈闭"的边界形态特征;④构造方面,滑坡周边出露的较大规模断层,是该滑坡边界范围的控制条件之一,滑坡后缘与断层位置具有一定的吻合度;⑤微地貌特征方面,滑坡多发育于斜坡坡度突变的转折部位,临空条件好。上述特征可以作为该区域滑坡早期识别解译标志,其中①、②、③可以作为早期识别的直接解译标志,④和⑤作为间接解译标志或综合解译标志。在斜坡微地貌演化方面,该区域斜坡呈现出"斜坡后部早期裂缝形变"-"斜坡中部中期失稳,形成滑坡"-"坡脚堆积体,后期表部流水侵蚀形成冲沟"-"冲沟下切拉槽-泥石流二次堆积形成扇状堆积"的微地貌演化过程。     

泥岩上覆黄土地震滑坡动力变形分析

以宁夏海原县九彩乡滑坡为例,通过对其工程地质特性进行调查,得出了滑坡成因。通过实验得出黄土与滑带土在静力状态与动力状态下的力学强度参数,然后运用FLAC3D有限差分软件建立了斜坡数值分析模型,加入震级与海原大地震相近的汶川地震的地震荷载,分析泥岩上覆的薄层黄土滑坡在地震作用下的破化模式。在模拟过程中可以得出:(1)在地震荷载的作用下,斜坡水平位移最大处发生在坡体后部较陡的部位,坡体中部和坡脚处的位移相对较小;(2)根据最大剪应变云图与监测点位移图,斜坡的大变形主要发生在地震加载的5~10s的区间内,10s后的变形趋于稳定。     

水岩化学作用对斜坡水文地质及滑坡的影响

在温湿气候区，水岩化学作用对岩质斜坡的水文地质演化及失稳一夷平进程具有重要的控制作用。从地表到新鲜岩体，随着水岩化学作用程度的逐渐减弱，斜坡剖面可依次划分为土层、腐岩带和风化岩带，各带之间多是渐变过渡的。土层多由枯枝落叶层和土壤层组成，有时底部含有残坡积物；腐岩是由岩浆岩、沉积岩或变质岩经等容风化形成的风化软岩；风化岩带是腐岩带的前身，其特征是含有较高数量的核心石。斜坡垂向分带主要是地下水引起的，而这种分带反过来又会强烈影响地下水自身的埋藏与分布。土层可贮存上层滞水，风化岩带则可赋存潜水或承压水。上层滞水是浅层滑坡的主要控制因素。由于形成条件宽松，但规模不大，上层滞水控制的滑坡灾害多具群发性特点，同时，由于其含水介质为松散土体，失稳含水层很容易转化为泥石流。降雨期间，风化岩带内潜水水位上升甚至承压，导致岩体抗剪强度降低并诱发深层滑坡。     

某公路构造碎裂岩质滑坡特征及成因分析

以巧家县白鹤滩镇白泥沟滑坡为研究对象,通过工程地质调绘、工程勘探及滑坡变形监测等勘测手段,确定滑坡体形态和性质,确定滑带土岩体力学特征,分析碎裂岩滑坡的形成机制,并对滑坡在天然状态、暴雨及地震工况下滑坡稳定性分析,结果表明:该构造碎裂岩质滑坡具有利滑动的地层及岩体结构及复杂的构造环境,在采石场边坡开挖、暴雨及地震等诱因作用下,滑坡处于欠稳定-不稳定状态。     

基于离散元的普洒崩塌过程分析研究

崩塌一旦发生,往往带来严重的生命财产损失。2017年8月28日10时30分左右贵州省纳雍县张家湾镇普洒村发生了灾难性的高位崩塌地质灾害,摧毁了普洒村居民区房屋,还有26人遇难,9人失踪,8人受伤。查明崩塌的基本特征及现场工程地质条件变得尤为重要,有利于找出诱发崩塌的关键性因素,分析崩塌的形成机制及运动过程,为此类灾害防治及早期识别提供理论依据。文中通过现场调查、无人机航拍、现场视频和已有地质资料查明斜坡工程地质条件、斜坡特征,分析崩塌运动过程,采用3DEC离散元数值模拟方法,对高陡斜坡在地下开采作用下崩塌所产生的机理、失稳模式、运动轨迹进行了全过程模拟,并将数值模拟结果与崩塌实际过程进行对比。结果表明：通过3DEC模拟地下开采诱发的崩塌过程,发现斜坡在地下开采的扰动下会产生大规模的崩塌。普洒崩塌的主要过程为：（1）煤矿的开采过程中,斜坡受到扰动,加剧岩体产生变形,上覆岩体出现开裂塌陷现象,坡顶出现拉裂缝;（2）采空区形成后,整个坡体出现不均匀沉降,裂缝进一步向下扩展,岩体破碎趋向临空面倾倒,开始脱离坡表,形成崩塌;（3）坡顶岩体变形剧烈,斜坡整体失稳,发生大规模崩塌;（4）崩塌块体间冲...     

山区平缓倾内采动斜坡变形破坏机制研究——以贵州普洒崩塌为例

平缓倾内斜坡在西南山区广泛分布,同时斜坡下伏岩层存在长期地下开采活动。与平原相比,西南山区采动斜坡具有“上硬下软”坡体结构、岩层平缓倾内与开采强度大等特点。以普洒崩塌为原型,在现场调查的基础上,采用底摩擦试验分析多层煤层开采条件下斜坡的变形破坏过程,并运用DPDM技术进行变形位移监测,揭示此类斜坡变形破坏机制。研究表明：煤层开采引起覆岩弯曲下沉、冒落;覆岩变形加剧并向上发展,坡顶形成深大裂缝;裂缝进一步拓宽,沿陡倾节理向下拓展到软岩层时,崩塌体由向临空面移动,转而向坡表蠕滑,最终突破坡面附近“锁固段”,崩塌体发生倾倒失稳破坏;崩塌发生后,沿途碰撞、解体和铲刮,最后堆积于坡脚前缘800 m处。此类采动斜坡变形破坏演化过程可概括为：自然演化阶段—覆岩变形阶段—坡顶拉裂形成阶段—斜坡失稳破坏阶段;其变形破坏机制：采空—拉裂—蠕滑—剪断（倾倒）。     

万梁高速某滑坡降雨入渗稳定性及处治技术研究

依托万梁高速某滑坡,利用有限差分数值模拟技术对其降雨时的稳定性及处治技术进行了研究。结果表明:当浅层滑体部分饱和时,浅层滑体的稳定性较好,不会沿滑面整体失滑;当浅层滑体饱和时,浅层滑体会产生变形滑移,最终全部失滑,而中层滑体不会发生变形滑移;当浅、中层滑体均饱和时,浅层滑体全部失滑,中层滑体仅产生较大位移,不会发生失稳现象;在设置支档结构后,浅层滑体和中层滑体在饱和静水压力下的稳定性均可以得到保障;浅层滑体始终在失稳滑移过程中占据主导地位;持续的降雨会使滑体中形成饱和静水压力,导致滑面岩土参数被弱化。研究成果可为类似滑坡的稳定性及处治技术的研究提供借鉴。     

延安市不稳定斜坡发育特征研究

通过对延安市地质灾害详细调查及统计分析,总结出区内不稳定斜坡发育类型及特征为:结构类型包括黄土不稳定斜坡、基岩不稳定斜坡和黄土-基岩不稳定斜坡,其中以黄土不稳定斜坡为主;变形破坏模式主要分为滑移(蠕滑)-拉裂模式、滑移-压致拉裂模式和弯曲-拉裂模式三类,其中以滑移(蠕滑)-拉裂模式最为普遍;斜坡发展失稳趋势为滑坡和崩塌,其中受斜坡岩土体结构类型、结构面、坡度、坡高及坡型等多因素控制,区内不稳定斜坡发展失稳趋势主要表现为崩塌。     

震后斜坡崩滑土体分块差异稳定性计算方法∗

九寨沟“8·8”地震后发育大量的土质斜坡崩滑灾害,这一类型的崩滑斜坡坡体较为破碎,厚度较小。传统的传递系数法计算模型应用于这类崩滑斜坡稳定性计算时,存在将边坡整体计算及不能反映局部崩滑稳定性的问题。将崩滑斜坡破碎程度分为:极度破碎、高度破碎、中度破碎、轻度破碎以及不破碎,基于传递系数法,考虑了坡体的 5种破碎程度,对滑坡稳定性系数以及推力大小计算模型进行改进。并以九寨沟县热西寨老电站对面崩滑为例,对比了两种计算方法的结果。结果表明:分块差异稳定性计算模型比传统计算方法得出来的数值更符合实际情况,即分块法计算每个滑块稳定性存在差异,有的在极端工况下处于欠稳定,有的处于不稳定状态。基于分块法差异计算结果,得出了崩滑斜坡的分块防治模式。     

基于PFC2D数值模拟座滑危岩破坏过程研究

发育在软硬互层结构上的危岩是一种多介质复合结构岩体,呈现出非均质危岩体的各项异性,比单一岩性在荷载作用下的受力、变形、破坏特征要复杂。利用颗粒流离散元方法进行数值模拟是研究该类危岩破坏问题的良好途径。基于PFC2D软件,对长江巫峡望霞W2危岩颗粒物质动力响应和危岩失稳过程进行了研究。结果显示,在上部重力荷载与下部软弱基座强度参数劣化的共同作用下,危岩体沿岩体底部软弱结构面锁固段发生破碎挤出。获取的位移参数表明,危岩体顶部和底部较大的速度差异可使危岩体呈后倾座滑破坏。模拟结果与实际监测数据结果吻合,验证了该方法对含软弱基座危岩破坏预测的科学性与合理性。     

则木河断裂带古地震滑坡研究

研究发现在地震较为平静的则木河断裂带中段,分布有数个上亿立方米的超大型山体滑坡,这些滑坡均沿断裂带分布、规模巨大,具有高速远程碎屑流等地震滑坡特征,应是强烈古地震所触发。离散元数值模拟分析显示,在该特定的斜坡岩体力学条件下,高速远程碎屑流启动的临界加速度应该不低于1.6 g,与此相对应的地震烈度不低于Ⅺ度。进一步的研究证实,大型古地震滑坡的形成时代在一级阶地形成之前、二级阶地形成之后,距今约1~2万年左右。这表明全新世初期是则木河断裂带中段活动性极为强烈的时期。我们认为,大规模古地震滑坡集中分布且地震活动相对较平静的断裂带中段,目前极有可能正处于构造应力的积累过程,是否是未来强烈地震的潜在震源部位,应予以重视。     

滑坡灾害的成因机制及其特征分析

较为详细地分析了安县大光包巨型滑坡、云南德昌滑坡和宝兴县省道S210沿线滑坡的成因机制及特征,搜集总结了20世纪以来的重大滑坡事件,并对滑坡的类型、地质条件、诱因等进行了分析与归类。分析结果表明:(1)大部分边坡发生滑坡现象是内因和外因的共同作用导致的,即边坡本身岩土体性质的弱化以及外部所施加的荷载;(2)影响边坡稳定性的所有外部因素中,降雨、地震首当其冲;(3)对于二元结构或者含有软夹层的边坡来说,当地质条件恶劣时,在降雨、地震等外因的激发下,极其容易发生滑坡;(4)含软夹层的边坡发生滑坡时,滑动带多是由软夹层演化而成的。