降雨诱发缓倾顺层滑坡机制离散元模拟

降雨在节理岩体的离散元模拟中有一定的局限性。文章提出一种等效渗流法模拟降雨条件下地下水向坡脚的渗流过程。以西南地区某顺层岩质滑坡为例,采用施加固定水头的方法,实现地下水在滑体内部的渗流过程,从而诱发滑坡形成。研究结果表明:(1)雨水入渗从坡顶向坡脚渗流,导致滑体内部空隙水压力升高;(2)斜坡受地下水渗流影响,坡脚首先发生变形并逐渐向上部呈阶梯状扩展。随渗流时间的延长,坡脚产生滑移,斜坡中上部和后缘出现拉裂,沿软弱夹层发生整体向河流方向滑动堆积形成堰塞湖;(3)滑坡形成的地质力学模式为"滑移-拉裂",滑体前缘运动至河流对岸形成前缘鼓丘,模拟结果与现场实际特征吻合。该方法可实现降雨条件下节理岩质斜坡中地下水渗流对滑坡形成的影响模拟。     

顺层岩质滑坡渐进破坏进入加速的能量学判据

顺层岩质滑坡是最常见的斜坡灾害,研究其渐进破坏过程、建立预报判据对于防灾减灾具有重要意义.以秭归杉树槽滑坡为例,在野外调查和室内岩石试验的基础上,利用JRC-JCS模型及GSI法估算得出滑坡基本力学参数;通过FLAC3D模拟滑坡渐进破坏过程,分析顺层岩质滑坡变形破坏的发展规律;基于能量守恒和虚功原理,提出了顺层岩质滑坡迈入加速变形的能量学判据.研究表明:杉树槽滑坡由后缘向前渐进破坏,后缘变形累积的总位移值不断增大,前缘切层段的锁固作用使变形迅速降低,当临近破坏时,前缘位移由前向后发展,滑面快速贯通;滑体沿滑动方向应变曲线可近似表示为"S"型曲线,随渐进破坏该曲线向坡下发展;以滑体动能增量大于0作为滑坡迈入加速变形的能量学判据,其结果符合滑坡地质演化观点,与FLAC3D模拟结果吻合.      

不同结构顺层岩质滑坡运动过程风险性的实验研究

顺层岩质滑坡是常见的斜坡灾害,此类滑坡的灾害强度与岩体结构、地形等因素密切相关,为此,在滑坡风险评价和灾害评估中考虑滑坡的组成结构具有重要的理论意义。首先,分析了影响顺层岩质滑坡运动过程的结构要素,并提出了滑坡的常见地质结构模型; 然后,通过物理模型实验测试了不同滑体结构、坡角和初始速度组合下,滑坡的运动过程,并分析了不同结构滑坡运动学参数的基本规律; 最后,总结了滑坡风险计算模型的主要参数,并探讨了不同结构顺层岩质滑坡在滑体内和堆积区风险参数的建议值。结果表明:(1)考虑地形、岩体结构和控制性滑面3个因素,顺层岩质滑坡可划分为类散体结构、层状结构和块状结构3大类结构,层状结构进一步分为3个亚类; (2)物理模型实验所模拟的7类结构滑体,主滑段的末速度、堆积段影响范围(L1)和冲击强度(1)表现为板状岩体(Ⅱ)块状岩体(Ⅳ)类散体(Ⅶ); (3)主滑段末速度:多层含未贯通节理块状岩体(Ⅴ)多层板状岩体(Ⅱ)多层块状岩体(Ⅳ), Ⅳ类岩体影响范围最大, Ⅱ类岩体的冲击力最大; (4)滑体内的易损性作用强度块状岩体滑坡(Ⅳ和Ⅴ)多层板状岩体(Ⅱ和Ⅲ)类散体滑坡(Ⅶ)单层板状岩体滑坡(Ⅰ)。堆积区后部的作用强度指标:(Ⅱ、Ⅲ和Ⅴ)ⅣⅠⅦ; 堆积区中前部的作用强度指标: ⅡⅤⅣⅢⅠ。     

云南彝良两河镇坪子滑坡成因及特征分析

2017年8月25日云南彝良县两河镇坪子村发生突发性滑坡,堆积体堵塞河道并形成两个堰塞湖。通过对滑坡现场进行详细的地质调查,结合无人机航拍手段,分析了滑坡成因及运动特征。结果表明:彝良坪子滑坡是在降雨不断渗流、孔隙水压力不断增大的作用下,岩土水理性质发生根本性变化,使得滑坡右侧顺层滑移,左侧沿断层带发生侧向剪切滑移,整体发生“楔形体”滑动,属典型的顺层平推式滑坡;“滑坡埂”的剪断是造成滑体骤然剧滑的根本,也是滑体中下部没有完全解体且保持一定结构特征的原因之一;滑坡经历了三次滑动,整个运动过程可概括为右侧顺层滑移—左侧“剪切滑移”—“滑坡埂”剪断、滑坡整体下滑—滑体“紧急刹车”以及堆积体“多次叠加堆积”。     

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。     

一种考虑曲面地形效应的流动性滑坡运动模型

流动性滑坡在流经曲面地形时会产生附加的离（向）心作用,而以往的研究并未充分考虑这种作用。本文以LS_RAPID模型为基础,补充了在曲面地形下滑体运动所受离（向）心力,修正LS_RAPID模型的控制方程,得到考虑曲面地形效应的流动性滑坡运动模型——LSD_T（Landslide Dynamic_Terrain）模型。运用该模型对一典型流动性滑坡——天水市大沟滑坡进行模拟,并与相同参数下LS_RAPID模型的模拟结果进行对比。结果表明:LS_RAPID模型中曲面地形对滑体运动的限制作用不明显,体现为弯道处滑体冲出沟道,不符合滑坡的实际运动情况;而LSD_T模型则能够较好的反映弯道离（向）心作用的影响,滑体在弯道处顺沟滑动,运动轨迹与实际堆积过程基本一致。     

四川省眉山天府新区熊家湾滑坡形成机理研究

2020年8月16日,四川眉山天府新区发生强降雨过程,高家镇鹰头村8组熊家湾发生缓倾顺层岩质滑坡,方量约42万m³,基于调查访问、现场勘探和无人机航飞摄影,对滑坡的形貌及变形特征、岩土结构、运动过程进行了勘查,对滑坡的变形过程、形成机理进行了分析。研究表明:斜坡岩土结构及地形地貌为滑坡提供了基础条件,强降雨为滑坡启动提供了诱发条件;斜坡在重力及水压力作用下沿层面发生推移式缓慢启动-剧烈滑动-匀速滑移-减速滑动-停止滑动的过程,变形过程伴随应力的聚集到释放,滑体的破碎导致水压力释放对滑坡破坏的最终停止起到控制作用。该滑坡运动和破坏模式较为典型,研究成果对其他类似顺层岩质斜坡失稳机理研究具有借鉴意义。     

三峡库区大型斜倾顺层滑坡失稳机理分析——以石柱县龙井滑坡为例

长江三峡库区位于我国地形第二、三级阶梯过渡地带,地质环境复杂,斜倾顺层基岩滑坡较为发育。本文以重庆石柱龙井滑坡为例,详细分析了大型斜倾顺层基岩滑坡的变形特征、成因机理和破坏模式、并采用极限平衡法计算了滑坡在四种工况条件下的稳定性。结果表明:(1)龙井滑坡位于扬子准地台石柱向斜北西翼,体积约1.42×106 m3,主滑方向162°,前缘发育两个次级滑坡;(2)受地形地貌、地层构造、地下水和降雨等因素影响,滑坡目前处于蠕滑变形阶段,变形方式主要为拉张裂缝、剪切裂缝和局部鼓胀变形;(3)滑坡同时处于暴雨和前缘次级滑坡滑动条件下,稳定性为1.03,处于欠稳定状态,滑坡易沿软弱夹层发生整体滑动破坏。     

三峡库区黄土坡滑坡I号崩滑体成因

黄土坡滑坡是三峡库区4个大型滑坡之一,因其典型性和重要性,"长江三峡库区地质灾害研究优势学科创新平台"在此建立了巴东野外大型综合试验场.野外试验场隧洞群揭露滑坡结构,有助于深入认识和研究黄土坡滑坡的地质结构特征和成因机制.通过试验隧洞开挖揭露黄土坡滑坡临江I号崩滑体特征发现:(1)临江I号崩滑体滑床基岩普遍发育层间剪切软弱夹层;(2)主隧洞与Ⅲ号支洞揭露滑体特征表明,滑体物质组成为棕红色泥岩、粉砂岩碎石土,灰色泥灰岩、灰岩碎石土,各类破碎岩层,滑体内潜水丰富,渗水量较大;(3)试验隧洞揭露滑带具有多层位顺层发育特征,平面范围与前人勘察成果较一致,厚度在不同剖面处存在较大差异;(4)深部钻孔监测资料显示,在土层与基岩面及层间剪切带均有蠕滑位移.分析得出:临江I号崩滑体是在重力和构造应力作用下顺多层软弱夹层、土层与基岩面发生蠕滑变形形成的,具有多层滑动面.     

川东红层缓倾岩质滑坡的演化过程及其识别标志探讨

通过对典型案例的调查研究,总结提出了川东缓倾顺层岩质滑坡的变形演化阶段划分理论,并提出不同演化阶段下的识别标志特征。结论表明:（1) 初期短距离启动阶段,斜坡后缘主要表现为深大裂隙;（2) 中期槽谷扩张阶段,斜坡后缘主要表现为沟槽、拉陷槽或者斜坡具有汇水聚集发生剧滑的地形特征,如圈椅状地形、三沟环绕或双沟同源地形、后缘洼地地形等。（3) 大型、特大型顺层岩质滑坡大多为斜坡二次、甚至三次启动滑动的结果,识别古（老) 滑坡是圈定大型、特大型顺层岩质滑坡的重要途径之一。（4) 在地调详查中,应特别注重对斜坡微地貌和后缘拉张破坏区的调查,重点排查初期短距离拉槽启动阶段及中期槽谷扩张阶段的隐伏性斜坡。本研究为区内滑坡的预测预防和大型、顺层岩质滑坡隐患点的判定提供指导。     

铁峰山背斜构造控滑机制及斜坡破坏模式

地质构造对于区域地质灾害的形成和分布具有控制性作用,从地质构造出发探究地质灾害空间规律是开展灾害易发性评价的关键。以万州铁峰山背斜为例,在地质构造和滑坡灾害实测的基础上,将背斜构造分为核部(Ⅰ区)、北西翼(Ⅱ区)、南东翼陡立岩层(Ⅲ区)、岩层倾斜过渡段(Ⅳ区)和万州向斜(Ⅴ区)5个区,分析了各区内背斜构造控制下的岩体结构及其控滑机制和斜坡破坏模式。结果表明：(1)Ⅱ区岩层由临近Ⅰ区的陡倾角快速变化为临近河谷区的中缓倾角顺向坡,主要控滑结构为顺层发育的泥质、炭质软弱层,顺层岩质滑坡发育普遍;(2)Ⅰ区次级褶皱和断层发育,层面、断层和节理面的组合控制着平面或楔形体滑动,滑动方向常指向褶皱枢纽方向;(3)Ⅲ区主要结构面构成岩块与母岩的分割面,存在顺坡向次要结构面或地形起伏时,发生滑移或坠落式落石,并发展上部岩块的连锁滑坠;(4)Ⅳ区天然顺向斜坡坡度小于或等于岩层倾角,当公路开挖时极易引发顺层面或软弱夹层的顺层岩质滑坡;(5)Ⅴ区为近水平产出的砂泥岩互层,泥岩软化和风化、砂岩裂隙或拉槽充水是控制近水平地层岩质滑坡和落石倾倒、坠落的主要原因。滑坡受铁峰山背斜宏观构造和局部构造的双重控制,前者影响...     

骊山三元洞黄土滑坡滑动模拟与灾害范围预测

所用模拟模型基于流体力学和土力学理论,通过差分法将反映滑体运动的微分方程转换为代数方程并编制计算程序.通过对滑坡滑动路径上不同部位土体进行大型环剪实验,测定计算参数.分析三维模拟表明,三元洞滑坡具有滑动距离远、影响范围大和堆积厚度大的特点,危险巨大.结果显示所用模型对于模拟黄土滑坡运动具有很好的适用性.     

基于DEM模拟的破碎对黄土滑坡动力学特征影响研究

为研究滑体破碎对黄土滑坡动力学过程的影响,基于PFC^2D建立了一种考虑到黄土特殊结构的可破碎离散元滑坡模型,通过改变细观强度参数生成不同强度滑体,模拟不同破碎率下的滑坡发生过程,分析了破碎对滑坡速度、流动性和堆积特征等方面的影响,再现了党川8^#滑坡从启动到停止全过程。结果表明：(1)滑体峰值速度与破碎率呈负相关,具体表现为：滑体最大运动速度随破碎率的增大呈幂函数减小。(2)破碎对滑坡流动性的促进作用可能存在某阈值点,使得当破碎率小于该值时,有效摩擦系数随破碎率的增大不显著降低,反之则迅速减小。(3)随着破碎程度的增加,滑坡堆积厚度减小,水平分布范围越广,分选降低,孔隙的分布趋于均一化,且最大堆积厚度的位置多位于地形低洼处。(4)党川8^#滑坡从失稳到停止运动总历时28 s,局部最大速度约17 m·s^-1,最远滑动距离约195 m,破碎率达到19%。揭示了破碎对黄土滑坡动力学过程的影响,对黄土滑坡动力学研究具有一定参考价值。     

贵州省六盘水水城高位远程滑坡流态化运动过程分析

高位远程滑坡是中国西南山区常见的一类灾难性地质灾害,其发生往往伴随有碰撞解体效应,导致滑体碎裂化,转化为碎屑流或泥石流,具有流化运动堆积的特征。2019年7月23日发生于中国贵州省六盘水市水城县的鸡场镇滑坡是典型的高位远程流态化滑坡,滑坡前后缘高差430 m,水平运动距离1340 m,堆积体体积200×104 m3,导致21幢房屋被掩埋,51人遇难。基于野外详细调查和滑前滑后地形对比,采用DAN-W软件对水城滑坡的整个运动堆积过程进行了模拟,结果显示:水城滑坡在滑源区残留堆积体厚度最大为27 m,堆积区最大堆积厚度为15 m,滑坡碎屑流前缘最大运动速度为27 m/s,最大动能为6.57×106 J;滑坡高位剪出,由于势能转化为动能,滑坡快速达到速度峰值,并铲刮地表松散土层;由于强降雨,滑体高速运动使基底孔隙水来不及排出,导致基底摩擦力下降,降低能量损耗,滑体解体促进颗粒流化运动,减少了摩擦,也是滑坡远程运动的重要原因。      

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。     

三峡库区藕塘滑坡特征、成因及形成机制研究

三峡库区藕塘滑坡位于重庆市奉节县安坪镇长江右岸,是由于三峡水库蓄水引起的巨型顺层基岩滑坡,面积约1.78 km2,体积约9.0×107m3,是近年来三峡库区重大滑坡灾害之一。基于大量的野外地质调查以及室内试验分析,详尽阐述了滑坡地质地貌及地质结构特征,运用地貌学与工程地质力学理论方法从地质和环境因素两方面进行滑坡成因分析,提出了藕塘滑坡的形成机制及演化过程,并对其变形发展的趋势进行了预测,得出如下结论:(1)藕塘滑坡为巨型顺层岩质滑坡,平面形态具有多级多期次滑动特征,空间形态具有视向倾斜滑动特征,受控于稳定山体的阻挡;(2)顺向单斜地貌,节理裂隙发育,具有软硬夹层的地质结构是滑坡形成的控制因素;长江深切侵蚀为滑坡提供了动力基础和运动空间;集中降雨和三峡水库蓄水是导致滑坡复活的主要诱发因素;(3)各级滑坡的形成机制不同,一级滑坡为"拉裂-滑移(弯曲)-剪断"模式,二级滑坡为"平面滑移"模式,三级滑坡为"滑移-剪断"模式;(4)现阶段该滑坡以局部浅层失稳破坏形式为主。最后,建议加强三峡库区集中降雨和库水位波动联合作用下滑坡诱发机理与监测预警研究工作。     

板裂结构顺层岩质边坡滑移-弯曲破坏机制的力学模型研究

滑移-弯曲破坏是顺层岩质边坡的常见破坏模式之一。基于板裂结构顺层岩质边坡的地质成因分析,将最大拉应力强度理论引入到地质力学模型分析中;根据破坏特征,将板裂结构顺层岩质边坡的岩层带分为滑移段和弯曲段;采用能量法、Rayleigh-Ritz方法及势能驻值原理等近似模拟弯曲段的挠曲方程;运用梁板强度理论,推导了板裂结构顺层岩质边坡最大拉应力计算公式和边坡潜在破坏点预测模型;在此基础上,将理论公式程序化,通过典型滑坡算例,得到了理论预测值与实际破坏值的近似一致性;通过FLAC^3D数值模拟软件分析了山阳滑坡的破坏过程,并得出：(1)滑坡体总位移的变化趋势呈现出明显的滑移-弯曲变化特征;(2)最大拉应力和张拉塑性区所在位置的数值模拟结果与理论计算结果近似一致。     

兰临高速公路袁家湾滑坡演化机理

位于兰临高速公路k15+000～k15+500段的袁家湾滑坡系公路修建时开挖高陡边坡所诱发的顺层岩质滑坡,因工程设计和岩体结构等原因,从开挖伊始直到运营期间,该滑坡一直持续滑动而久治不愈,滑坡规模大、危害严重,具有重复性和继承性滑动特征。根据其地质条件、工程特征以及滑动特征和滑动历史,采用工程地质分析、物理模型试验和FLAC3D数值模拟等方法,分析了该滑坡产生的原因、演化机理和过程。     

青海西宁大通县韩家山泥岩质多级旋转型滑坡形成机制研究

青海大通县韩家山滑坡是西宁盆地最危险性的滑坡之一。为分析该滑坡的形成机制,论文基于高精度的地形数据开展变形形式、平面堆积特征的调查;结合连续取芯钻探数据,重建了滑体结构;为定量获得滑动带力学性质的变化过程,进行了滑体与原岩物质成分、水理性质、应力应变性质的物理化学测试,讨论了多级滑动剪切面的形成机制。分析表明:(1)滑体内不存在软弱地层,为近似均质地层。滑体为单一的新近系红色泥岩夹石膏层,不具层理,不含大于0.25 mm碎屑颗粒。泥岩内粘土矿物含量在29.7%~46.3%之间,碳酸钙含量在9.84%~11.58%之间。岩体内含形态不一、大小不一的石膏结核;(2)泥岩粘粒含量高,水敏性与粘滞性强。泥岩干燥饱和吸水率最低为26.31%,最高为42.12%。泥岩样品环剪试验呈应变软化型,随着含水率的增大,强度急剧降低。滑体快速滑动过程中,非饱和的滑带土受粘性物质、孔隙性的影响,产生强吸力;(3)滑体以旋转变形破坏为主,斜坡受河流侧向侵蚀影响,滑床附近的岩土体渐进性破坏,出现多级滑动现象。     

重力作用下顺层岩质边坡破坏机理数值模拟研究

利用UDEC软件模拟了北京市石景山区模式口西里小区47号楼南侧不稳定岩质斜坡,并结合现场勘查及室内试验得到的边坡地形数据及材料参数,模拟出斜坡的渐进破坏过程。根据数值模拟结果,从应力及位移的角度对顺层岩质边坡破坏机理分析讨论。最后,采用UDEC中的刚体模型,较真实地展示了重力作用下顺层岩质边坡坡体的破坏运动过程。