地震作用下陈庄黄土-泥岩接触面滑坡失稳机理及稳定性研究

以甘肃礼县陈庄黄土-泥岩接触面滑坡为研究对象,在对该滑坡的地震地质环境、基本特征等调查的基础上,运用数值分析对陈庄黄土-泥岩接触面滑坡在各人工计算场地基岩地震动时程作用下的失稳机理及稳定性进行动态模拟研究。结果表明,陈庄滑坡在地震诱发下变形破坏模式为受拉和受剪的复合破坏模式。失稳机理过程可概括为：地震作用→底部岩体受张拉→潜在滑面主滑段上部剪应力增大→剪应变集中带出现→剪应变集中带延伸扩展贯通→滑坡失稳;滑坡稳定性方面,随着输入地震动的增大,陈庄黄土-泥岩接触面滑坡稳定性降低,其中在50年超越概率2%的基岩地震动时程作用下滑坡处于不稳定状态。     

大型高位堆积体滑坡稳定性分析与数值模拟

青藏高原边缘地带堆积体滑坡的发生与地质构造、强降雨、地震等作用密切相关,其中多数属于大型高位堆积体滑坡。为研究其发生机理与稳定性,以舟曲县江顶崖大型高位堆积体滑坡为研究对象,首先,从滑坡所处的地理位置、地质条件等出发,分析滑坡的概况与成因;其次,基于传统传递系数法划分滑坡计算模型,提出滑坡稳定性分析的变坡法;最后,采用Midas GTS NX软件对江顶崖滑坡自然工况下稳定性进行数值模拟分析,并与传统及改进算法结果进行对比。研究结果表明：(1)研究区的地形坡度、地层岩性条件以及活动断裂、历史强震作用是滑坡发生的内因,外因是连续强降雨作用使岩土体力学强度降低以及暴雨导致滑坡前缘的白龙江水位上涨、流速加快,冲刷坡脚导致前缘失稳,滑坡中后缘发生牵引式滑动;(2)运用传递系数法计算折线形滑坡稳定性时,滑面倾角变化值大于10°会导致结果出现较大误差,应用改进的“等分均匀变坡法”可以减小误差,以江顶崖滑坡为计算实例并结合数值模拟验证该方法的有效性;(3)自然工况下模拟发现,滑体的前缘主要表现为水平滑移,滑体的中后部局部主要表现为垂直下沉,而滑坡前缘则主要表现为隆起,因此,滑坡部分区域出现了较大的位移...     

金沙江矮子沟巨型古滑坡形成机制及运动过程研究

通过详细的野外调查，并结合遥感解译、室内试验以及数值模拟等手段，对矮子沟巨型古滑坡的基本特征、形成机制及运动演化过程进行了深入研究。矮子沟古滑坡的形成条件为：滑坡剪出口与坡脚之间存在巨大的高差，为滑坡的形成创造了良好的临空条件；顺向岸坡结构以及坡体内发育的多组控制性结构面是滑坡发生的结构基础；玄武岩系中的凝灰岩软弱夹层削弱了岩体的完整性，地表水及地下水长期入渗，水的软化作用降低了软弱夹层的抗剪强度；地震作用是造成岩体最终滑动失稳的关键因素。该滑坡的动力学过程可划分为四个阶段：(1)启程活动阶段。斜坡地形效应使得地震波在斜坡上部表现出异常放大现象，当短时间内积聚的振动能量超过岩土体的强度时，易形成高位滑坡，滑坡的变形破坏机制为拉裂-滑移；(2)近程活动阶段。近3.82×10⁸ m³的滑坡物质高位高速下滑，与矮子沟右岸坡体发生猛烈碰撞后进一步碎裂解体；(3)高速远程碎屑流阶段。碎屑流继续沿矮子沟高速运动约3 km；(4)堆积堵江阶段。滑坡物质最终形成体积为2.73×10⁸ m³的巨型堰塞坝，堵塞金沙江并...     

采坑型滑坡地质力学模式研究--以贵州省福泉滑坡为例

福泉滑坡具有顺倾上硬下软的结构特征,采用颗粒流离散元模拟采动滑坡的变形破坏全过程,研究福泉滑坡在露天开采条件下变形破坏的地质力学模式。基于颗粒流离散元程序,引入平行粘结模型,通过参数标定确定细观参数与宏观力学性质的关系,据此建立斜坡模型,模拟斜坡采动过程中的变形破坏全过程,确定该类采动滑坡形成的地质力学模式;研究滑坡滑动过程中的速度和能量变化以及堆积特征。研究表明:斜坡采动过程中,潜在滑面顺层滑移,后缘拉裂,裂纹从下往上向软弱面拓展,前缘坡脚处岩体形成锁固段,斜坡出现由前缘至后缘缘递减的蠕滑变形,随着斜坡进一步采动,锁固段发生剪切破坏,前缘坡体启动,中后部裂缝贯通—滑移,斜坡整体失稳破坏,形成牵引式采动滑坡,该类滑坡形成的地质力学模式可分为:滑移—拉裂—剪断3个阶段;对滑坡运动过程的模拟可知,采坑积水是小坝组受灾的关键转化因子。     

白格堰塞湖对金沙江水沙及梯级水库运行的影响

2018年金沙江上游白格滑坡造成了近百年来最为严重的干流堵江事件,堰塞湖的形成和溃决给下游金沙江干流河道的水沙条件及梯级水电站运行造成影响.本文依据堰塞湖附近临时观测和金沙江干流河道控制性水文站的相关资料,研究堰塞体泄流对下游河道水沙输移的影响,同时结合梯级水库调度情况,计算了梯级水库的拦沙量.结果表明,堰塞湖溃决在金沙江中游形成了超历史的水沙过程,金沙江中游梯级电站开展应急调度后,堰塞湖溃决造成的特大洪水被削减为一般洪水.金沙江中游梯级梨园、阿海和金安桥电站累积拦截泥沙约1400万t,龙开口、鲁地拉和观音岩电站共计拦截泥沙约43万t,滑坡体产生的泥沙仍有约74%滞留在堰塞体附近.若滑坡体泥沙全部输移至金沙江中游梯级水库内,梨园电站的有效库容极有可能不满足水库所需调节库容的要求.     

基于颗粒流方法的黄土地震滑坡数值模拟

基于颗粒流理论研究土质边坡动力稳定性及其滑动过程是近年来滑坡研究的一个新热点。在野外调查和室内试验的基础上,通过标定土体细观参数、模型建立、动力输入、动态监测等过程,利用PFC2D程序模拟了西吉县兴平乡堡湾村下马达子滑坡的失稳破坏运动过程,得到了该滑坡的破坏运动机理。得到如下结论:① 下马达子滑坡的失稳机制是在地震作用下斜坡前缘牵引、后缘推挤,使得坡肩受拉发生破坏,失稳后坡肩位置较大的速度和位移是地震滑坡破坏力强、致灾范围大的主要原因;② 黄土地震滑坡的滑坡后壁相对平缓,这是区别于重力滑坡的重要特征之一;③ 颗粒流模拟得到的滑坡前后相对高差和长度与实际情况较为吻合,因此,颗粒流方法可以用于地震滑坡滑距的预测。      

基于无人机影像的危岩体识别及公路地震风险研究

我国西南山区地质条件复杂,且地震频发。地震除引发滑坡、泥石流外,也会导致大量崩塌落石灾害,对基础设施造成严重破坏。以位于程海断裂带沿线、地震发生风险较高且危岩带分布典型的八代村为研究对象,分析地震作用下危岩体的影响范围,并评估山脚高速公路的受灾风险。首先基于无人机影像,利用图像识别技术快速获取危岩体位置及尺寸参数,与人工识别结果对比发现识别准确率达76.2%;然后将危岩体参数代入二维数值模拟软件Rocfall,并结合地震能量计算公式,计算地震作用下危岩体运动距离。结果表明,公路与危岩体影响区最近距离仅57 m,需要在坡脚段设置挡墙等防护措施。     

四川罗家青杠岭滑坡成因机制及稳定性分析

我国多山,滑坡灾害频繁发生,相应的滑坡稳定性分析也是一个重要研究课题.四川罗家青杠岭的滑坡现场非常典型,而且现场资料较全,是较好开展滑坡稳定性评价研究的实例.首先采用综合的勘察方法对该滑坡发育特征进行了详细调查,根据坡面岩土体性质的不同,将滑坡体划分为4个区域,并分析了滑坡的成因机制.然后基于FLAC3D软件,利用强度折减法对滑坡的稳定性进行模拟计算.通过建立三维数值计算模型和选取合理的计算参数,模拟得到了滑坡体天然和暴雨工况下的稳定性系数、剪应变增量云图等.通过计算和综合分析表明,滑坡变形较大的区域集中在坡体后缘残坡积区的两侧和崩坡积区后缘,滑坡在天然条件下处于稳定状态,在暴雨条件下处于欠稳定状态,坡体后缘左右两侧裂缝发育的区域很容易再次发生局部滑动,有必要采取相应的防灾减灾措施.     

以某桥台危岩体为例研究危岩体在地震作用时的稳定性

危岩体作为多发性的地震地质灾害,其对工程建设有着重大威胁。地震是引发危岩体破坏的一个因素。在滑移式危岩体、坠落式危岩体和倾倒式危岩体的计算中只考虑了危岩体在地震水平系数为常数的常规状态下的稳定性,而没有考虑在不同地震烈度情况下危岩体的稳定性。简要描述了危岩体的稳定性分析方法,以新疆迪那2井区主干道桥梁四号桥台的危岩体稳定性为例,着重强调了危岩体在不同地震设防水准情况下的稳定性,并进行了计算。     

黄土斜坡震害面波勘探调查及其动力稳定性分析——以甘肃岷县、漳县M_s6.6地震为例

2013年7月22日,甘肃省定西市岷县、漳县交界处发生6.6级地震,地震诱发了约600余处地质灾害(隐患点),其中规模最大的是岷县梅川镇永光村四社西的两个相邻滑坡。本文对永光村西侧滑坡进行了多种手段的现场勘测,特别是在坡顶及坡底开展了高密度面波勘探,分析了该黄土滑坡成因及滑坡附近的地形、地层等因素。采用动力有限元法和强度折减法结合的方法分析该滑坡在地震荷载作用下的动力响应、滑坡动力稳定性的影响因素以及地震荷载与滑坡失稳状态之间的关系。结果表明,由于地震前的强降雨导致表层黄土的抗剪强度降低,在地震荷载作用下黄土层之间存在拉应力效应并导致崩塌滑动。     

宝兰客专天水市王家墩滑坡地震稳定性分析

天水市秦安县王家墩滑坡为宝兰客专沿线巨型古滑坡群,宝兰客运专线秦安隧道穿其而过。以王家墩滑坡为研究对象,围绕工程中静、动力抗滑稳定性问题,通过室内试验、现场调查对影响王家墩古滑坡稳定性的地质构造、场地工程条件等内在因素进行分析评价,在此基础上通过有限元动力分析,对王家墩古滑坡在地震载荷下的动力响应进行分析,明确地震荷载作用下,王家墩古滑坡失稳影响因素、地震荷载与滑坡失稳破坏间的关系。采用动力有限元法和强度折减法相结合的方法,开展动力抗滑稳定性分析方法研究;采用位移突变的方法来确定边坡动力失稳及动力安全系数,分析结果表明：地震作用时的水平推力对王家墩古滑坡的稳定性有很大影响,表现为上部坡体的整体滑移和隧道入口段黄土堆积层局部失稳滑塌;在天然状态下坡体处于稳定状态,在遭遇未来该区域中强地震作用时,该斜坡会发生失稳,黄土斜坡的整体滑动最容易出现在第三阶坡体,沿着塑性应变最大的滑移面整体滑移;给出了坡体动力稳定性安全系数F_s=0.92。     

危岩体在地震作用过程中的失稳模式及稳定性评价

地震作用过程中地震加速度通常呈先增大后减小的特征。利用拟静力法对危岩的稳定性进行分析时,考虑地震过程中地震加速度的变化,对山西太原天龙山危岩体加固工程中的同一危岩体分别以滑塌式和倾倒式破坏模式进行计算,发现地震作用过程中危岩体可能在两种破坏失稳模式之间相互转化。将此问题扩展至一般情况进行计算并讨论,得出如下结论:地震力对危岩体破坏作用的贡献大小不同,通常情况下,地震作用力对危岩的倾覆力矩贡献相对较大;进行稳定性评价时应考虑地震作用过程,以安全系数最先达到1.0的破坏模式作为危岩体的可能破坏模式进行计算;对危岩体进行抗震加固设计时应对加固设计进行多种工况下的校核,保证其在地震作用过程中不同危险状态的稳定性。     

云南鲁甸M_S6.5地震红石岩滑坡稳定性的数值模拟

2014年8月3日鲁甸MS6.5地震触发了大量的滑坡崩塌,其中,位于鲁甸县李家山村和巧家县红石岩村交界处的牛栏江干流北岸的红石岩滑坡规模巨大,与此处位于左岸的红石岩古滑坡体的前缘部分一起堵塞了牛栏江而形成高达120m、体积达1 200×104m3的大型堰塞体。通过震后开展的野外实地调查,获得了红石岩滑坡发生处的地形地貌、地质构造、岩体结构及物质组成等资料。以这些第一手资料为基础,构建了红石岩滑坡的边坡模型,并应用边坡稳定性分析软件Geo Studio中Slope/W模块分别计算了红石岩滑坡体震前坡体安全系数和地震作用下的坡体安全系数。结果表明,红石岩滑坡体发生处的坡体安全系数在地震前为1.450,处于相对稳定状态,而鲁甸地震的地震动作用则使坡体的安全系数降低至0.962,直接导致红石岩坡体的失稳。文中进一步讨论了坡体滑动面的存在与否对坡体稳定性的影响:安全系数计算的结果表明,在中强地震作用下,先存滑动面的存在是导致大型滑坡形成的重要条件;对于高陡岩质边坡,如果没有先存滑动面,只可能形成浅表性滑坡。     

地震诱发低角度黄土-泥岩滑坡动力响应及变形分析

基于室内试验获取黄土滑坡的静力和动力力学强度参数,建立低角度黄土滑坡破坏大型物理模拟试验模型,结合FLAC^3D有限差分软件,分析黄土滑坡的动力响应规律和宏观破坏特性,阐明在地震作用下黄土滑坡的失稳演化规律,揭示黄土滑坡滑体运动迁移路径。结果表明：低角度黄土-泥岩滑坡在地震荷载作用下地震波水平方向和垂直方向均出现明显的放大效应;在黄土层内部,随着斜坡高度增加,坡肩和斜坡后缘加速度放大效应较为明显,对比坡脚、坡腰和坡肩处剖面上加速度放大系数,下伏泥岩对地震波产生一定的放大效应。松弛拉张裂隙,土体强度降低,接触面和坡肩、斜坡后缘处的拉张裂缝形成弧形滑移面,上覆黄土层由内向外依次连带下滑,坡肩处土体的下滑力和地震力促使坡腰土体大面积长距离滑动,最大滑动涉及范围长达200 m左右,土体下滑至坡脚发生堆积并产生隆起。数值模拟结果和振动台试验结果在动力响应和宏观变形破坏特征均呈现较高的吻合度。     

金沙江断裂带活动与大型滑坡群的关系研究:以金沙江拿荣—绒学段为例

文中从活动构造和灾害地质的角度调查并研究了金沙江断裂带的晚第四纪活动性,并着重分析大型滑坡与金沙江断裂带活动的关系.金沙江断裂带是一条规模宏大且长期活动的缝合线构造,是一条具有挤压性质的超岩石圈断裂带,上新世以来表现为右旋走滑运动,在曾大同、徐龙、尼中、里甫-日雨、郎中和古学沿线断层地貌清晰.地质调查和年代学测试结果表明,这些断裂断错了晚更新世—全新世堆积,在晚第四纪具有明显的活动迹象.研究区滑坡具有发生频率高、规模大、破坏性严重的特点.拿荣—绒学38km的沿江区段内在金沙江两岸共发育20余个特大型及大型滑坡,体积一般>1×107m3,有的>1×108m3,且几乎所有滑坡均位于活动断裂上及两侧1km范围内.这些大型滑坡群的发生与金沙江断裂带的长期活动、演化历史和复杂结构等有密切关系,它不仅使岩体结构变得支离破碎,且持续的活断层作用成为滑坡发生的主要原因.紧密相邻的断裂间、断裂交会的锐角区、断裂右向转弯部位和主断裂与横向断裂交会区等特殊构造部位,为构造应力易于集中、有利于特大型滑坡发生的关键部位.活动断裂对滑坡的控制作用不仅表现在大地震过程中,在非地震作用的自然状态下同样能导致大型滑坡密集发生.     

湖北省三峡库区秭归县头道河Ⅱ号滑坡特征及稳定性评价

针对湖北省三峡库区秭归县头道河Ⅱ号滑坡现状条件下的明显变形迹象,本文对该滑坡进行了综合的分析和研究,详细介绍了该滑坡的地质背景及滑坡特征。采用剩余推理法,对滑坡体在各种不同工况下的稳定性作了科学分析,并对滑坡体在三峡水库蓄水以后的稳定性作了合理评价。结果表明,滑坡体在目前状态下基本稳定,三峡水库蓄水以后,将对滑坡体稳定性产生较大影响,极有可能导致滑坡体失稳,据此结合工程实际提出了一些可行的防治措施及建议。     

连续降雨条件下某震后高边坡稳定性分析

基于饱和-非饱和渗流理论,综合考虑降雨入渗引起土体重量增加、渗透力增大以及抗剪强度降低等因素的影响,建立降雨条件下震后高边坡有限元模型,运用自编计算程序USLOPE-FEM进行稳定性分析。研究结果表明:未降雨之前,坡体塑性应变主要集中分布于松散堆积体下部与基岩分界面,边坡已经接近临界平衡状态;降雨量20mm/h时连续入渗使边坡上部土层含水量增加,负压区消失且出现饱和区;随着降雨时间延长,坡体表层暂态饱和区逐渐向内部推移,土体的重量和渗透力显著增大、抗剪强度明显降低,坡体中剪应力整体增大,塑性应变区向坡顶扩展而逐渐贯通;连续降雨6h后,临空面表层出现局部滑塌,连续降雨36h后整个堆积层将沿基岩滑塌逐步堵江。研究成果可为强降雨条件下边坡安全性评价提供参考,也为该边坡的失稳预警与滑坡防治积累资料。     

闽南山区高速公路场地地震边(滑)坡稳定性评价

通过实际调查,从地震活动,构造,工程地质特征和地震事件与边坡效应入手,研究了闽南山区高速公路场地滑坡的潜在背景条件;并引入同时考虑地震力Ｅ和重力Ｗ共同作用下,岩石结构面组合稳定性图解分析方法,说明在存在不良结构面及地下水作用下,将导致边坡失稳,造成滑坡破坏。     

区域性节理控制的反倾岩质斜坡水力劈裂破坏机制——以北京“8·11”大安山岩质崩塌为例

以2018年"8·11"大安山反倾岩质崩塌为研究对象,通过对大安山地区区域性节理、崩塌及斜坡结构、危岩体变形特征等进行调查研究,运用水力劈裂理论,剖析大安山崩塌机制。研究结果表明:在区域性节理和差异性风化共同作用下,大安山地区发育大量高20~50 m高陡反倾岩质斜坡,为崩塌灾害发生提供充分条件;同时,节理裂隙网络与强硬岩层的空间组合为降雨入渗、运移、储藏提供了良好的地质条件,当遭遇降雨时,雨水沿岩体裂隙渗流并充满裂隙,在降雨停止后短期内,裂隙受高水头作用仍发生水力劈裂,致使裂隙发生扩展贯通,并最终导致危岩体失稳崩塌。     

降雨和地震耦合作用对滑坡稳定性的影响——以甘肃西和Ⅲ号滑坡为例

以甘肃省西和县西山Ⅲ号滑坡为例分析了地震与降雨耦合作用对滑坡稳定性的影响。采用GEOSTUDIO软件对其进行了天然及地震降雨耦合作用两种条件下的数值模拟。通过计算结果对比可知,西山Ⅲ号滑坡在天然状态下处于稳定状态;地震降雨耦合作用对西山Ⅲ号滑坡的稳定会起到很强的削弱作用,滑坡将处于失稳状态。在此处采用的计算条件下,相同降雨量下地震与不同降雨强度的耦合作用显示,降雨强度越小雨水入渗相对越多,地震作用下超孔隙水压力影响区域越大,滑坡越不稳定。