剧冲式高速滑坡及滑坡坝演化过程分析

剧冲式滑坡是具有剧动启程、高速运行,碰撞解体及冲击成坝的高速岩质滑坡。本文以川西青衣江上游宝兴河大板桥滑坡为典型研究对象,论述了剧冲式高速岩质滑坡地质特性及滑坡坝的形成演化过程,为利用滑坡体构筑大坝提供科学依据。     

高速岩质滑坡启动弹冲加速机制及弹冲速度计算——以武隆县鸡尾山滑坡为例

高速岩质滑坡启动弹冲加速机制是开展高速岩质滑坡全过程动力学研究的基础。系统阐述了高速岩质滑坡启动弹冲加速机制,着重分析了岩质滑坡启程中的滑带释能和锁固体释能加速效应。基于岩石循环加、卸载试验,探讨了岩石弹性应变能释放规律,并将得到的规律用于确定滑带可释放弹性应变能。鉴于目前确定滑坡启动弹冲速度所存在的诸多问题,重新推导了滑坡启动弹冲速度计算公式,并对鸡尾山滑坡启动弹冲规律进行了研究。研究表明,鸡尾山滑坡启动弹冲速度为1.261 1 m/s,滑体初始动能主要源于滑带弹性应变能的释放。最后通过一个滑坡概化模型计算得到了岩质滑坡启动弹冲的极限速度范围为2.6⁴.4 m/s。     

高速库岸岩质滑坡运动过程及速度分析

基于滑坡气垫层学说,分析了大型岩质滑坡高速滑动的成因和整体滑动的动态过程,提出了判断滑坡产生高速的必要条件,即滑坡厚度大于临界厚度;并提出了库岸高速岩质滑坡运动过程分析模型,即将整个过程分为4个阶段:初始滑动阶段、开始运动至加速度增大至最大阶段、继续加速阶段和减速至停止阶段。运用分阶段运动过程分析模型,以千将坪滑坡为例,计算了其各个阶段的速度、加速度及滑动距离,并与前人已有的研究成果进行了对比,验证了模型的合理性。与动能定理相比,该计算模型可以较好地分析滑坡速度的动态变化,可以较直观地反映滑坡入水的最大速度,为滑坡涌浪的首浪分析奠定了基础。     

万梁高速公路J合同段3#边坡滑坡机理探讨

根据万梁高速公路J合同段3#边坡滑坡的发生、发展及演变过程,深入地分析了缓倾斜、顺层顺向的层状岩质边坡在人工开挖卸载过程中产生滑坡的机理,提出了层状岩质边坡发生滑坡的双面剪切效应和连动效应,与模型试验的结果非常吻合,可为有效治理这一类型的滑坡提供科学依据。     

世界三大典型水库型顺层岩质滑坡工程地质比较研究

通过对瓦依昂滑坡、塘岩光滑坡、千将坪滑坡滑坡三大滑坡工程地质比较研究,找出了其地形地质条件、诱发因素、变形特征的基本规律和共性,揭示了库水浮托与滑带浸泡软化及二者耦合的滑坡诱发机制; 提出了水库顺层岩质滑坡的基于易滑地质结构的空间预测模型; 初步总结了水库顺层岩质滑坡短期及临滑变形特征。     

南京市滑坡形成机理及诱发条件研究

南京市滑坡地质灾害屡有发生，通过对已发生的土质、岩质滑坡形成机理的研究，从中找出影响滑坡发生、发展的自然因素和人为因素，分析了滑坡的诱发条件。     

川黔线裁缝岩滑坡灾害的基本特征与初步研究

川黔线铁路K119段裁缝岩处发生大型红层岩质滑坡,造成巨大经济损失。为保障既有铁路线运营安全,本文在对滑坡工程地质特征进行调查的基础上采用遥感解译及3DEC数值模拟的手段,讨论了该红层滑坡对铁路工程的影响及其形成演化机理。研究结果表明:(1)在自重应力的牵引作用下,岩层间的非协调变形产生拉张裂缝,降雨入渗张拉裂缝,使滑带泥化软化,并最终诱发裁缝岩滑坡失稳破坏。(2)在滑带处于饱和状态时,该红层滑坡将再次失稳堆积于綦江河上并形成滑坡坝,对铁路工程造成较大威胁。     

强震区高位滑坡远程灾害特征研究——以四川茂县新磨滑坡为例

近年来,在汶川地震等强震区常发生一种特大的高位滑坡地质灾害,它从高陡斜坡上部位置剪出并形成凌空加速坠落,具有撞击粉碎效应和动力侵蚀效应,导致滑体解体碎化,从而转化为高速远程碎屑流滑动或泥石流流动,并铲刮下部岩土体,使体积明显增加。新磨滑坡就是这种典型,它发生于2017年6月24日,滑坡后缘高程约3450m,前缘高程约2250 m,高差1200 m,水平距离2800 m,堆积体体积达1637×10~4m~3,摧毁了新磨村村庄,导致83人死亡。新磨滑坡地处叠溪较场弧形构造带前弧西翼,母岩为中三叠统中厚层变砂岩夹板岩,是1933年叠溪Ms7.5级震中区(烈度X度)和汶川Ms8.0级强震区(烈度IX度),形成震裂山体。滑源区分布多组不连续结构面,将厚层块状岩体分割成碎裂块体,在高程3150~3450 m区间形成明显的压裂鼓胀区,特别是存在2组反倾节理带,具有典型的"锁固段"失稳机理。滑坡体高位剪出滑动,连续加载并堆积于斜坡体上部,体积达390×10~4m~3,导致残坡积岩土层失稳并转化为管道型碎屑流;碎屑流高速流滑至斜坡下部老滑坡堆积体后,因前方地形开阔、坡度变缓,转化为扩散型碎屑流散落堆积,具有"高速远程"成灾模式。据此,可建立强震山区高位滑坡的早期识别方法,当陡倾山脊存在大型岩质高位滑坡时,应当考虑冲击作用带来的动力侵蚀效应和堆积加载效应,特别是沿沟谷赋存丰富的地下水时,发生高速远程滑坡的可能性将明显增加。因此,在地质灾害调查排查中,在高位岩质滑坡剪出口下方的斜坡堆积体上的聚居区等应划定为地质灾害危险区。在强震山区地质灾害研究中,不仅应采用静力学理论分析滑坡的失稳机理,而且应采用动力学方法加强运动过程的成灾模式研究。     

层面倾角对顺层岩质滑坡贡献率研究

顺层岩质滑坡作为滑坡的一种类型,在国内很多省份均有较高的发生频率,造成了较大的经济损失及不良的社会影响。为了研究顺层岩质滑坡发育的规律,依据笔者参与并成功治理的国内81处顺层岩质滑坡建立数据库,利用贡献率法将不同层面倾角区间的顺层岩质滑坡的各种相互关系进行定量化分析,以研究不同层面倾角区间的顺层岩质滑坡的相关性。结果表明,层面倾角为10°～25°的坡体,对顺层岩质滑坡贡献率程度最高;层面倾角为25°～35°的坡体,对顺层岩质滑坡贡献率程度中等;层面倾角为大于35°及小于10°的坡体,对顺层岩质滑坡贡献率程度最低。所得分析结论与实际情况吻合较好,能很好地为以后国内顺层岩质滑坡的研究及治理提供借鉴参考     

西藏樟木口岸特大型古滑坡形成机理分析

滑坡是樟木口岸主要的地质灾害,对樟木口岸古滑坡的研究是关系口岸可持续发展的最重要因素之一。通过口岸地质灾害整体勘察,以地质分析为基础,重新认识了古滑坡的规模、性质及机理。分析发现樟木口岸并非坐落在一个古滑坡体上,而是发育两个大型古滑坡,基岩顶面附近的残坡积粉质粘土或粉土与降雨是古滑坡形成的主控因素。古滑坡是由岩质崩滑形成的堆积物演变而成的碎石土滑坡,岩质崩滑的变形机制是弯曲—拉裂—压碎模式,古滑坡的形成机理为滑移—拉裂破坏模式。     

三峡库区千将坪滑坡高速滑动机制研究

2003年7月13日,三峡水库初期蓄水至135 m高程30 d之际,在三峡库区秭归县发生了三峡库区的第一个水库滑坡,滑坡方量达1 500万m3,最大滑速达16 m/s,最高涌浪达24.5 m。滑坡造成10人死亡,14人失踪,摧毁129间民房以及4个工厂,致1 200人无家可归。千将坪滑坡发生后,为了预测三峡库区及世界其它水库工程可能发生的同类高速滑坡,持续数年研究千将坪滑坡的高速滑动机制,通过理论分析及数值模拟,探索了千将坪滑坡的高速滑动机制,认为千将坪滑坡具有孕育高速滑坡的典型结构特征,滑坡滑带的峰残强降差是滑坡高速启动的根本原因,高陡边坡蕴藏的高势能及滑带液化是滑坡加速高速滑动的主要原因。     

基于带状震源破裂机制的斜坡动力响应

对紧邻发震断裂带的崩滑体进行动力响应分析时,考虑断裂带宏观破裂机制,即带状震源形成的地震动力作用对斜坡的影响更符合实际。依据汶川地震震源破裂机制与其空间位置差异,将该带状震源从发震断裂起破点至终破点依次分段为逆冲震源、逆冲兼少量走滑震源、逆冲兼走滑震源与走滑兼少量逆冲震源,基于此对汶川地震触发的四川安县大光包崩滑体在龙门山发震断裂带即带状震源作用下的动力响应特征进行了离散元数值模拟,揭示了其动力形成机制、触发主控因素和损伤、崩滑及堆积动态特征。研究表明：（1）依据该崩滑体离散元数值模型临界崩滑状态形成时间与此时发震断裂带破裂前锋所处位置关系,可判断其临界破坏是受到逆冲兼少量走滑震源引起的地震动力作用所致,而临界崩滑之前的坡体损伤主要由纯逆冲震源所致,其后的抛射碰撞破碎与堆积则主要受临界破坏时的地震惯性力和自身重力耦合作用所致,但由逆冲兼走滑与走滑兼少量逆冲震源形成的地震力仅对上述两个破坏过程起到了一定影响;（2）该崩滑体在带状震源作用下的动力响应过程为：在损伤至崩滑临界破坏阶段,坡体整体向其临空面发生了较大程度的水平位移后,潜在滑床又向坡体临空面反方向发生了一定程度的水平位移,致使潜在滑体完全破碎并处于与滑床彻底分离的临界状态;在坡体崩滑抛射阶段,坡体滑床发生了相当规模的反方向水平位移,其后滑床又开始做向坡体临空面方面的水平位移并直至其总体位移为0,而在此过程中竖向位移相对较小。对滑体而言,其在损伤、临界崩滑和抛射阶段则主要做向其临空面的水平位移,直至堆积自稳阶段其位移趋于稳定;（3）该坡体的损伤和临界崩滑破坏主要受纯逆冲震源及其少量走滑震源形产生的水平地震力作用所致,而在坡体抛射碰撞破碎与堆积阶段,滑体的动力响应主要是基于地形因素控制上的地震惯性力与自身重力作用所致,而后两种类型震源机制形成的水平和竖向地震力仅起到一定影响。     

地震滑坡启程剧动的机理研究及离散元模拟

论证并探讨了地震动诱发滑坡体启程剧动的机理。研究认为, 地震动对滑坡形成的影响, 主要是通过坡体波动振荡来产生; 坡体波动振荡在斜坡岩土体变形破坏过程中产生三种效应: 累进破坏效应、启动效应和启程加速效应; 并以骆驼岭滑坡为例, 采用离散元对斜坡在地震作用下的变形破坏过程进行数值模拟分析, 得出了一些既有理论研究意义, 又有实际应用价值的论断。     

重庆小南海滑坡形成机制离散元模拟分析

重庆小南海滑坡是烈度相对较低地区发生的地震高位滑坡,其成因一直令人费解。基于重庆黔江小南海相关研究资料,通过对复原的小南海坡体进行失稳分析,计算得出使岩体产生崩滑破坏的地震力临界条件,即只有当地震波地形放大后滑坡才能启动。为了进一步验证计算所得的结论,运用UDEC软件建立小南海典型二维场地模型,施加相应的地震力对坡体失稳崩滑的全过程进行模拟,以研究地震作用下地形放大效应触发具平行坡面陡倾控制性结构面的高位岩质斜坡地震机理。研究结果表明,在地震波传播过程中,具平行坡面陡倾控制性结构面的高陡突出地形对地震波有明显的放大作用。该坡体运动模式为：峰值加速度放大-增加的振幅迫使岩体顺平行坡面陡倾控制性结构面迅速拉裂-沿缓倾层面滑移-高速脱离滑源区-巨大的势能和动能驱动坡体做长距离运动,其间伴随解体、颗粒间相互碰撞、铲刮作用,具有二相甚至三相流体性质。分析揭示地震力作用下斜坡体中质点加速度具有地形放大效应。对比结构面监测点和基岩监测点加速度放大系数,表明,滑坡启动时具有较大的加速度,当遇到平行坡面的不连续结构面时,斜坡动力响应强烈,最终导致坡体失稳。     

金江滑坡地震工况稳定分析与探讨

现阶段滑坡稳定计算大多采用拟静力方法中的极限平衡法,也是现行规范中推荐采用的计算方法。对于大多数滑坡持久工况和短暂工况该方法计算结果与地质理论评价结果基本一致,但对地震工况下的多数计算结果则与实际地质分析结果相差甚远。金江滑坡是白鹤滩水电站近坝区的一个巨型滑坡,在对该滑坡进行极限平衡法分析计算时,首先根据《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-2000)土石坝抗震稳定计算中对地震效应的处理方法,计算出滑坡体不同高度上的动态分布系数及相应高度上的水平向地震力和动态分布系数等效值,进而求解出地震力作用于整个滑坡体上的水平加速度折减值,然后再利用该水平加速度折减值进行稳定性计算。结果表明:在地震工况下金江滑坡整体稳定,稳定性系数为1.23~1.45,与实际地质理论分析结果具有较高的一致性,避免了完全按拟静力法计算结果与地质理论分析结果不符的问题出现。      

Numerical simulation of landslide dam breaching due to overtopping

The breach of landslide dam often causes significant disaster in the inundated area; the prediction of breach hydrograph is in high demand for the dam breach risk evaluation. In this study, according to the model tests and Tangjiashan landslide dam breach case, the surface erosion accompanied by intermittent mass failure is known as the key breaching mechanism for landslide dam due to overtopping failure. The downstream slope angle would gradually decrease during the dam-breaching process, whereas a planar wedge failure occurs when the breach slopes at the dam crest and downstream breach channel fail. Based on the breach mechanism, a numerical model for landslide dam breach due to overtopping is developed to simulate the coupling process of water and soil. The model focuses on the breach morphology evolution during the breaching for the sake of the improvement of breach hydrograph prediction. Furthermore, the model can handle one- and two-sided breach, as well as incomplete and base erosion at the vertical direction. The case study of Tangjiashan landslide dam-breaching feedback analysis testifies the rationality of the present model with the relative errors less than 10% for peak discharge, final breach widths, and time to peak. The sensitivity analysis indicates that the final breach depth and soil erodibility affect the breach flow prediction of the landslide dam significantly, whereas the one- or two-sided breach mode is less sensitive.     

Hazard assessment by 3D stability analysis of landslides due to reservoir impounding

The Yudonghe landslide is located in a upcoming reservoir region of a 233-m-high Shuibuya rockfill dam, 2,300 m away from the dam site. It consists of a massive landslide with upper and lower segments and two secondary slides, i.e. an eastern secondary slide and a western secondary slide. In this paper, values of factor of safety (FS) for various masses were calculated in a scenario of reservoir impounding-induced increase in groundwater levels, using a method of three-dimensional (3D) limit equilibrium. Results showed that the smallest value of FS for the massive landslide is 1.12 computed on the presupposition of reactivating along a bottom slide zone in case of an earthquake. The smallest FS value of the lower slide mass is 1.12 in a possible direction, given earthquake occurrence and a groundwater level of 225 m above the sea level. This FS value shows that the lower slide mass is stable in case of groundwater increasing. In addition, by the calculation of the 3D limit equilibrium method, the FS value of the east secondary slide is approximately 1.0 in different groundwater levels under consideration of earthquake occurrence, which reflects that this mass is prone to reactivate when external factors are taken into effect.     

湖南怀新高速公路某路堑滑坡成因及稳定性分析

沪昆高速怀化至新晃段K73+590^+730段左侧路堑高边坡,在修建过程中发生了滑坡。通过野外地质调绘及勘察,揭露了该滑坡的滑体、滑带、滑床岩土性状;结合滑坡变形特征和监测资料,分析了滑坡的成因机制;利用试验和反演确定了滑带抗剪参数,计算了不同工况下的滑坡稳定性和剩余下滑力。通过地质分析,结合计算结果,该滑坡将继续变形并向两侧及后缘扩展,甚至显著滑动,必须采取有效的防治措施。该滑坡实例的分析研究成果,对类似工程具有借鉴意义。     

基于降雨响应的黄土-基岩型滑坡失稳机制分析以宝鸡市麟游县岭南滑坡为例

为探索黄土-基岩型滑坡的降雨响应机制,以麟游县岭南滑坡为例,利用滑坡宏观变形破坏数据、岩土体测试与模拟计算相结合的方法,讨论了暴雨、连阴雨下岭南滑坡的地下水水位响应特征,相应应力路径下土体应力应变特征,对黄土-基岩型滑坡的破坏机制进行了研究。初步揭示:(1)滑坡体为粉质黄土状黏土,滑床为砂砾岩,渗透系数小,具有隔水性质。(2)黄土泥流与块体滑动是岭南斜坡的主要运动失稳方式。暴雨天气时黄土泥流频发,块体滑动的出现与连阴雨有关。(3)与降雨103mm的暴雨天气相比,连续降雨235.5mm,斜坡地下水位明显升高。(4)滑坡体粉质黄土状土具有剪胀特征。在暴雨背景下,表层土体孔隙水压力易消散,诱发低速运动的黄土泥流; 在连阴雨背景下,地下水水位以下的滑动面剪切破坏过程中,剪胀孔隙被地下水迅速补充,诱发的剧烈块体滑动,具有高危险性。     

Yielding mechanism of shallow mass movements in completely decomposed Norwood Tuff: the Zigzag Sign landslide,Utah

Over the past decade, land development activities on hillsides in northern Utah have resulted in a significant increase in landslide activity throughout the region. The majority of recent landslides are shallow and they occurred on cut gentle slopes especially during spring and early summer due to snowmelt induced elevated groundwater tables. The geologic material documented at numerous landslide sites is a soft gray-green completely decomposed Norwood Tuff. The present study addresses the mechanism of a shallow landslide in completely decomposed Norwood Tuff based on field, laboratory and numerical investigations. Detailed slope surface geometry obtained from laser-scan surveys together with strength and stress–strain parameters derived from laboratory triaxial tests on undisturbed samples of completely decomposed Norwood Tuff collected from the landslide site are employed with finite-element modeling to examine the effects of ground surface deformation patterns on the yielding behavior of the slide mass. The numerical results indicate a gradual retreat of the yield zone with progressive landslide deformation, which eventually becomes concentrated within the accumulation zone of the landslide, compared to a well-developed yield zone within the entire slide mass at the onset of landslide movement. Limit equilibrium stability analyses along potential sliding surfaces of extent limited within the yield zone of the displaced slide mass produce lower safety factors than an analysis based on the original sliding surface comprising the entire slide mass.