土石混合滑坡体微动探测:以衡阳拜殿乡滑坡体为例

土石混合滑坡体地表地形复杂,土、石混杂堆积,结构松散,探测难度大,目前尚缺乏有效的物探手段.本文首次尝试将小台阵二维微动剖面探测技术应用于衡阳市拜殿乡的土石混合滑坡体探测.探测结果揭示,该滑坡体上部为砂质黏性土层,含块石较多;下为全风化花岗岩层,岩性较为均匀,块石含量少,其顶部为该滑坡体潜在的滑动面.滑动面在滑坡体后缘较陡、中部较为平缓,从而后缘的重力失稳、滑动风险更大.滑坡体的滑床（中-强风化花岗岩、微-未风化花岗岩）埋深在10 m以下,起伏变化较大,但岩体相对致密、完整,稳定性好,不易滑动.探测结果与钻探资料较为吻合,为评价滑坡体稳定性、设计合理的治理方案提供了地球物理依据.     

层状岩质边坡稳定性影响因素及精度问题研究

层状岩质边坡的稳定性受坡高、坡角和结构面强度等多因素的影响,不同因素其影响程度不同。基于正交试验原理,对层状岩质边坡稳定性主要影响因素进行敏感性分析,得出影响因素排序为:边坡高度H坡角β结构面黏聚力C结构面内摩擦角φ岩体容重γ岩层倾角α滑块厚度h岩体黏聚力C′。对边坡有限元的精度问题进行探讨时,以典型单折线滑面的岩质边坡数值计算为例,分析计算模型的单元网格尺寸和边界条件对边坡稳定安全系数的影响规律,根据计算结果提出了数值模拟建议,用以提高已知滑动面岩质边坡数值计算的精度。结果表明:一般滑动面应用20~30个内界面单元或网格尺寸大致选用2~3m即可满足精度要求,在潜在滑动面以下至少有三~四层单元的过渡,使其过渡到固定支座边界。初步预测,为了防止波在界面反射,在边坡动力稳定分析中,因单元加密,单元尺寸应控制在λ/10~12(λ为波长),加大模型范围。     

考虑劣化屈服老化裂纹后混凝土水库堤坝排水边坡抗震性研究

针对在水库堤坝排水边坡混凝土裂纹的抗震性研究中,未考虑岩土体抗剪强度参数的劣化屈服效应以及混凝土裂纹的老化,存在抗震性判断结果准确率较差等问题,提出水库堤坝排水边坡混凝土考虑老化后产生裂纹的抗震性能研究方法。模拟强震下边坡混凝土的开裂破坏过程,根据D-P屈服准则,实现对闸墩混凝土材料的屈服判断。采用薄层整体单元模拟和分离式裂纹单元,实现混凝土裂纹的数值模拟,加载地震波后,获取混凝土裂纹的强震响应规律与破坏特征。实验结果可知,本文方法对坝体位移变化的研究精度高,得到的混凝土裂纹扩展范围更为准。运用本文方法对水库堤坝排水边坡混凝土的抗震性研究准确率以及可信度较高,说明本文方法具有一定的可取性。     

应力松弛对颗粒物质弹性性质的影响及等效介质模型校正研究

未固结碎屑砂岩储层是国内外重要的油气储层类型之一,其物理本质是由离散颗粒组成的软凝聚态物质.在地震勘探中通常使用Hertz-Mindlin等效介质模型来计算未固结砂岩的地震弹性特征,但该模型在使用中通常会得到明显偏高的剪切模量值.基于3D离散元技术,对颗粒介质在单轴压缩与纯剪两种过程中的力学响应进行离散元数值模拟,从微...     

1976年唐山7.8级地震震源过程的研究

本文提出唐山菱形块体在压缩载荷作用下震前应变积累和震时破裂滑动与稳定扩展的一个离散裂纹模型,它包括裂纹面的摩擦滑动和裂纹尖端稳定扩展两个过程。模型采用有限单元技术计算裂纹面的应力和变形及裂纹尖端的应力强度因子,并用库伦-纳维准则判断裂纹面是否发生摩擦滑动及用最大周向拉应力准则判断裂纹尖端扩展方向。模型预测与野外观测资料对比指出:裂纹模型能很好的表示1976年唐山地震震前积累和震时破裂传播的过程     

兰桥排土场边坡失稳模式及其稳定性数值分析

以兰桥矿区排土场边坡工程为例,在掌握排土场边坡工程地质条件的基础上,详细分析该多台阶排土场边坡失稳的破坏模式和主要影响因素,采用极限平衡法和有限元强度折减法对其稳定性进行分析。计算结果表明,该边坡可能沿着排土场下卧腐殖土层滑动,塑性区首先在腐殖土层贯通,接着主要向上产生2条塑性区变化带,其中沿着中部台阶边坡发展的塑性区较早贯通,而塑性区朝坡顶的贯通相对滞后;随着地下水位的升高,竖向拉应力区有扩展趋势,其产生的附加位移越大,对边坡的安全越不利;以竖向增量位移的变化趋势作为监测和分析边坡稳定性的依据时,应避开位移为零或变化很小的坡段;水平增量位移集中于坡脚,并且在边坡中部偏下的位置开始产生剧变,这种不连续的过渡,更加剧了边坡失稳的可能性。     

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。     

浅部软弱层对走滑破裂引起的强地面运动影响的物理模型

报告了利用泡沫橡胶模拟浅部软弱层对走滑破裂引起的强地面运动影响的结果。走滑地震引起强地面运动的计算机模拟,有时与对断层浅部滑动特性的某些任意假设有关(如:断层面上部2km处的滑动固定为0)。断层滑动反演研究表明,走滑断层浅部的高频辐射通常低于断层深部。在多数情况下,(1)断层区上部几公里的断层可能较弱,不能维持地震高动能释放期间所要求的高水平的剪应力;(2)断层滑动可能具有不同的本构关系,例如,滑动强化。本文的目标是显示利用浅部软弱层进行物理模拟的结果,为假设断层浅部滑动引起长上升时间和高频脉冲降低提供物理基础。软弱区利用在泡沫橡胶模型中插入几英寸宽的软塑性层来模拟。软弱层长时间作用的强度比模型剩余部分低一个量级。瞬时速度强化的作用估计是动力滑动事件中滑动时的3倍。显示了沿走滑断层2km深的软弱区确实能降低浅部滑动的高频能量辐射,这种效果可以由在长得多的上升时间滑动突发时增加一较小幅值的短上升时间脉冲来描述。对15cm的软弱区,平均脉冲幅值降低了约4/10。对于20cm情形,降低了约2/10,30cm时降低了约1/10。根据这些结果可以看出,软弱层越厚,短上升时间加速度脉冲通过软弱层到达表层就越困难。软弱层速度强化特性进一步降低滑动运动和增长上升时间。在模拟研究中,如果已知断层浅部是软弱层或未储存大的剪应力,这些结果支持走滑断层浅部的高频辐射减少的结论。     

不同厚度层状边坡动力响应的模型试验研究

采用振动台物理模拟试验方法,以4种不同覆土厚度的层状边坡模型为研究对象,水平输入振幅逐渐增大的正弦波加速度,分析了结构面上覆不同厚度土层对动力作用下边坡的稳定影响.研究了在动力作用下边坡的破坏位置和性质、破坏形式及最危险覆土厚度,验证了坡面放大效应与高程的关系,采用MIDAS/GTS软件对模型试验进行振型分析,分析了模型边坡的自振频率与覆土厚度的变化关系.试验结果表明：①模型破坏时最先出现的裂缝在边坡的中上部,且6 cm覆土厚度的模型对振动的响应最大,对应到实际工程中时12m厚度土层覆盖的边坡是最应该注意防护的.②不同厚度的土层破坏的形式不同：当土层厚度较薄时模型破坏较迅速,基本沿结构面发生整体滑动破坏,且滑动呈现一定的流体特性;当覆土较厚时裂缝先在模型中上部出现,随着振动的持续裂缝继续发展,最后发生整体性崩塌.③随着高程的增加峰值加速度总体呈放大趋势,但最大值出现在边坡中上部而非坡顶,说明不仅均质边坡有加速度的高程放大效应,层状边坡也具有加速度的高程放大效应.     

地震作用下双层土裂缝边坡稳定性分析

裂缝常存在于边坡表面，地震作用会大幅降低裂缝边坡稳定性。针对双层土裂缝边坡稳定性问题，定义上下土层分界处高度与边坡高度之比为深度系数以描述双层土的分布，基于极限分析上限定理，构建“点到点”离散运动学机构，并在此机构中引入一条垂直张拉裂缝，结合拟静力法和强度折减法建立能量平衡方程求解裂缝边坡临界高度和安全系数上限解。计算结果与传统上限法进行对比，验证离散运动学机构的有效性及其解的优越性，同时探究土体非均质性及深度系数对裂缝边坡稳定性以及裂缝深度和位置的影响规律。结果表明，地震作用会降低边坡稳定性；随着地震力增大，边坡临界滑动面逐渐加深，裂缝深度略微增大，裂缝位置逐渐远离坡面；对于具体的双层土边坡会存在一个特定的深度系数使边坡安全系数达到最值，同时裂缝会穿越至下层土且深度发生突增。     

地震与水压力耦合作用下岩质边坡倾覆解析方法

以往对平面破坏模式的岩质边坡稳定性评价,主要关注潜在滑坡体在自重、坡体内静水压力和地震荷载耦合作用下沿破坏面的抗滑稳定性,并未涉及各类外荷载作用线不通过潜在滑体重心而引起的绕坡趾倾覆稳定性。针对这一问题,提出地震与张裂缝水压耦合作用下的岩质边坡倾覆稳定性解析方法,基于力矩平衡原理推导出岩质边坡抗倾覆稳定性系数的一般表达式;通过深入的变动参数比较研究,探讨张裂缝水压和地震荷载对抗倾覆安全系数的影响,认为水压是控制岩质边坡倾覆破坏的决定性因素,而地震荷载处于次要因素,其在一定程度上增加或减小抗倾覆稳定性。在此基础上建立不同参数组合下的岩质边坡抗倾覆稳定图,为工程技术人员快速评估饱水岩质边坡地震倾覆稳定性提供直接依据。     

极端冰雪条件下的顺层岩质边坡滑移稳定性分析

推导了典型岩石边坡在极端冰雪条件下的滑移稳定系数的表达式;通过计算分析,揭示了岩石边坡滑移稳定系数随裂隙内水深、坡高、坡角、滑面倾角等因素变化的规律及与冻深的关系,并绘制岩石边坡滑移稳定系数与边坡几何要素之间的关系图。研究表明,当考虑极端冰雪灾害影响时,岩石边坡滑移稳定系数发生较为明显的变化：随裂隙饱水程度、坡面角、主滑面倾角的增加而降低,随主滑面抗剪强度的减小而降低;裂隙饱水程度越高、坡体高度越低、坡面角越小、主滑面倾角越大的边坡的滑移稳定系数,对裂隙冰冻胀力的反应越敏感。     

Stability of supraglacial debris

Rock debris on the surface of ablating glaciers is not static, and is often transported across the ice surface as relief evolves during melt. This supraglacial debris transport has a strong influence on the spatial distribution of melt, and is implicated in the formation of hummocky glacial topography in deglaciated terrain. Furthermore, as ice‐dammed lakes and ice‐cored slopes become increasingly common in deglaciating watersheds, there is rising concern about hazards to humans and infrastructure posed by mass‐wasting of ice‐cored debris. The existing quantitative framework for describing these debris transport processes is limited, making it difficult to account for transport in mass balance, hazard assessment, and landscape development models. This paper develops a theoretical framework for assessing slope stability and gravitational mass transport in a debris‐covered ice setting. Excess water pressure at the interface between ablating ice and lowering debris is computed by combining Darcy's law with a meltwater balance. A limit‐equilibrium slope stability analysis is then applied to hypothetical debris layers with end‐member moisture conditions derived from a downslope meltwater balance that includes production and seepage. The resulting model system constrains maximum stable slope angles and lengths that vary with debris texture, thickness, and the rate of meltwater production. Model predictions are compared with field observations and with digital elevation model (DEM)‐derived terrain metrics from two modern debris‐covered glaciers on Mount Rainier, USA. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

太山龙泉寺舍利塔边坡地震稳定性研究

为了研究太原市太山龙泉寺拟建舍利塔边坡稳定性,对所在场地及外围地形地貌、地层、地质构造、水文条件进行了调查。结合7个探井,确定了塔址所在场地的土质边坡体可能失稳的模式,进行了边坡稳定性分析、计算。结果表明,场地在自然状态下边坡稳定系数为1.37,在烈度为Ⅷ、Ⅸ度地震影响下边坡稳定系数分别为1.24、1.15。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）,塔址所在边坡是稳定的,不必对边坡进行处理;其次结合3个探槽揭露,发现场地北侧基岩边坡曾发生过滑动,据其滑动面倾角、滑动量及错断地层特征,认为是一种特殊边坡变形破坏-岩体错落,为崩塌与滑坡之间的中间类型,从现存的地形地貌特征分析,现阶段错落体已趋于基本稳定状态,稳定性较好;最后给出了预防边坡滑动的建议和措施,研究结果可为其他类似边坡场地地震稳定性研究提供参考借鉴。     

基于赤平投影法的西源岭边坡稳定性分析

通过对西源岭320、350、380、410m4个台阶边坡的优势结构面进行赤平投影分析,得到410平台有5种组合情况、380平台有1种组合情况、350平台有3种组合情况、320平台有1种组合情况可能发生楔形体破坏,以及410平台1处、350平台1处、320平台1处可能发生单平面破坏。然后,运用刚体极限平衡方法对各种实际的潜在破坏面进行天然及暴雨2种工况下的稳定性分析,得到了380平台F380-01与F380-02所控制的楔形体破坏在天然状态和暴雨状态下小于安全系数、350平台F350-03与F350-04控制的楔形体破坏以及320平台F320-11所控制的单平面破坏在天然工况下大于安全性系数、暴雨工况下小于安全性系数的结论。对比分析可知,赤平投影法可以很快速地搜索到可能滑动的结构面组合方式,但是要判断实际结构面组合是否滑动还需要进行定量分析。     

瑞典圆弧法水平条分模型的误差分析

根据瑞典条分法忽略条间力的假设,建立3类边坡破坏模式的计算模型,以水平土条划分为依据得到积分形式下的边坡稳定性解析式。与5个算例对比表明,水平条分的积分解形式简单,计算的稳定性系数偏小,与Bishop法最大偏差不超过13%,说明水平条分可获得较为安全的稳定性系数。水平条分法结果偏小主要原因在于没有考虑条间力,土条只满足力矩的平衡,而不能保证力的平衡。水平土条周身力与竖直土条不同,重力产生的下滑力与抗力到圆心的距离不同,因此在不满足力平衡的基础上会放大下滑力矩,导致整体稳定性系数偏小,由此可知水平条分法是稳定性系数的下限解。水平条分法的优势在于计算区间少,对竖向划分层次多的土体适用,因此在评价边坡稳定性方面仍具有实用价值。     

黏性土坡地震失稳机制及其在黄土斜坡地震稳定性分析中的应用

基于地震作用下黏性土坡失稳滑动特点,以土体应力状态及其变化分析边坡失稳过程。通过分析地震作用下边坡不同部位土体应力状态和剪应力变化,结合实际地震边坡失稳破坏特征,提出黏性土坡地震三段式滑动失稳机制。在分析该滑动失稳机制与有限元强度折减法之间应力关联的基础上,将两者结合应用于实际黄土地震滑坡动力稳定性分析。依据此考虑得到的动力安全系数相比较其他方法,与极限平衡法得到的结果更为接近。     

The influence of weathering on the geotechnical properties and slope angles of mudstone in the Mineoka earth-slide area,Japan

Three active earth-slide slopes of Tertiary mudstone were investigated: Slope 1 has an angle of 17 ?4°, Slope 2 of 12.9°, and Slope 3 of 11.6°. Infinite slope analysis indicated that the instability of these three slopes can be well explained by using the residual strength parameters of earth-slide soils near the sliding surface in conjunction with the highest ground water table. The residual angle of shearing resistance, ø'_r, plays an important role in the determination of slope angle because it differs greatly among slopes. Mineralogical studies and X-ray diffraction analyses were performed for the clay minerals included in the slope material. The results showed that illite and chlorite were found in Slope 1, and also in Slopes 2 and 3 together with interstratified illite/montmorillonite and montmorillonite. The degree of weathering is progressive in order of Slopes 1, 2 and 3. The alteration of clay minerals by weathering causes the reduction in ø'_r -values, i.e., 19.4° in Slope 1 (steep, less weathered) and 12.1-9.2° in Slopes 2 and 3 (gentle, much more weathered). This result indicates that the degree of weathering has a great influence on the value of ø'_r, which in turn determines the slope angle.