三峡库区千将坪滑坡地质力学模型研究

三峡水库初次蓄水不久,千将坪即发生了特大型滑坡。通过对千将坪滑坡滑动区与影响区的勘察试验及对比研究,查明了千将坪滑坡的物质组成、结构及滑坡边界条件,分析了滑坡影响因素及其机制,建立了千将坪滑坡的地质力学模型。分析表明,千将坪滑坡为三峡水库水位上升与降雨联合诱发的水库新生型深层岩质滑坡,水库蓄水起主要和关键作用。     

千将坪滑坡滑带地质演化过程研究

千将坪滑坡是三峡水库蓄水后发生的第一个大型基岩滑坡,引起了社会各方面极大的关注。千将坪滑坡的类型、成因演化等问题也成为学术界研究的重点和热点。本文在千将坪滑坡滑带宏观结构分析的基础上,使用层间剪切带应力历史分析方法,结合地质体铀系测年结果,得出千将坪滑坡属于新生滑坡的结论。文章研究了千将坪滑坡滑带的形成过程,分析了形成机制,指出千将坪滑带形成的地质历史成因是内外动力耦合作用的结果,建议三峡库区滑坡防治工作中要重视水库新生滑坡,特别是重视层间剪切带的研究。     

长江三峡工程库区千将坪滑坡地质特征及成因分析

千将坪滑坡体位于三峡库区长江支流青干河的左岸,距三峡工程坝址44km。2003年7月13日零时20分,三峡库区秭归县千将坪村发生了山体基岩滑坡,造成15人死亡、9人失踪,4家乡镇企业被摧毁。文章通过对滑后详细地质调查,阐述了千将坪滑坡区地质条件,描述了滑坡发生的前兆现象以及滑坡发生滑动的过程,仔细分析了千将坪滑坡各要素的特征。根据滑坡体物质组成和结构的差异,把滑体物质自滑坡后缘至前缘分为块石堆积区、基岩裂解区、土夹块石区、漂砾卵石区。同时,文中研究了滑带土的物理力学性质,分析了滑坡体的成因机制,从地形地貌、岩性组合、构造条件详细论述了斜坡失稳的内因,认为导致斜坡失稳的外部因素有集中降雨、农田灌溉以及三峡蓄水3个方面的影响。     

三峡水库库岸滑坡涌浪物理模型试验

三峡水库自2003年开始蓄水以来, 库岸滑坡变形明显加剧, 滑坡变形不仅造成建筑物破坏, 高速滑坡滑入水库还会产生很大的涌浪, 其潜在的危害性远远超过滑坡本身.2003年7月13日发生在三峡库区的千将坪滑坡就是由水库蓄水诱发所致, 滑坡最高涌浪达到39 m, 在水库传播达30 km之远, 涌浪造成了人员伤亡与财产损失.为了更好地研究水库滑坡涌浪特征和传播规律, 以三峡库区重大科研项目为依托, 采用室内大型物理模拟实验手段, 对三峡库区滑坡涌浪开展了深入研究.通过对三峡库区已经开展勘探的潜在滑坡的地质资料进行统计分析, 按照正交试验设计方法, 制定了包含滑坡规模、入水速度、滑动面倾角、水深、岸坡坡角等综合影响因素的试验方案, 以三峡库区白水河滑坡上下游河道为原型, 建立了1∶200比例尺的河道物理模型, 采用试验控制系统、试验量测系统开展了滑坡涌浪三维物理模型试验.通过细致的物理模型实验, 得到了不同试验条件下的三峡库区滑坡涌浪物理模型实验观测数据.分析滑坡涌浪形态变化, 明确了滑坡最大首浪的含义.在此基础上, 以国内外经典的Noda和潘家铮提出的滑坡涌浪公式为基础, 基于试验量测数据, 提出了三峡库区滑坡涌浪计算公式.最后以三峡库区正在变形的白水河滑坡为例进行了滑坡涌浪预测研究, 预测了滑坡最大首浪高度和沿水库传播的涌浪衰减规律.      

千将坪滑坡三维极限平衡分析

千将坪滑坡位于长江南岸支流青干河左岸,是三峡水库蓄水一个月后发生的水库新生型滑坡。通过千将坪滑坡恢复到原貌,采用三维极限平衡法对滑坡的整体稳定性和失稳下滑的触发因素进行了分析,探讨了水库蓄水和连续降雨对滑坡稳定性的影响。计算分析成果表明,水库蓄水后的浸泡软化作用使滑坡体稳定条件急剧恶化,蓄水和强降雨的联合作用最终导致千将坪滑坡产生大规模深层滑动。     

三峡水库区千将坪滑坡活动性质及运动特征

2003年7月13目三峡水库区秭93县千将坪村发生大规模滑坡。依据遥感解译航片显示的“7．13”滑坡前地貌形态、古滑坡遗迹调查及滑坡发育的地质环境条件分析，认为千将坪原为一整体呈簸箕形的古滑坡。实地调查表明该滑歧的范围在古滑坡的西侧堆积垅和东部沟“7”之间的部分，活动性质为千将坪古滑坡的大规模复活。“7．13”滑坡的东、西侧壁及后壁特征清楚。后壁加滑体斜长1050m，平均宽525m，滑坡总破坏投影面积约0．5km^2；堆积体总体形态与古滑坡相似。据不同的堆积特征，大致可分为4个部分：后缘、滑体后部、中前部及滑坡坝。由各要素特征及其上的地物状态分析，滑坡的中部、前部为深层推移武高速整体滑动，滑坡前缘以反翘姿态飞速冲向对岸，堵断青干河；滑坡的两测，滑体高速下滑时与东西侧壁问作高速剪切运动；滑坡堆积后部，受其下中前部滑体快速滑动而产生的强大牵引力影响，沿古滑面下滑并倾倒、崩落。通过现场调查及综合分析实际资料，认为三峡库区第一期蓄水是触发该滑坡的主要厚因，雨季强降水为辅助因素。另外，根据现场公路断开两点GPS测量估算出公路被切断后下滑了235．91m，估算该滑坡在主滑方向的滑距约为250m，滑坡总体积约为2400万m^3。总体而言，“7．13”千将坪滑坡活动释放能量比较充争，目前整体稳定。但滑体上局部调整活动暂时不会停止。边界以外的古滑体堆积受到严重干扰，会不断发生牵引及塌滑。     

三峡库区千将坪滑坡滑带土干-湿循环条件下强度特性试验研究

三峡库区滑坡的失稳,主要是水库水位的升降、大气降雨和人类活动等因素的影响引起的,滑坡的滑带土在水的反复浸泡作用下,其强度降低是导致大量古滑坡复活或产生新生型滑坡的主要原因。通过对千将坪滑坡滑带土在干―湿循环试验（DWC）条件下与天然非饱和土CU试验结果比较,研究了干-湿循环条件下滑坡滑带土强度特性及其变形特性,揭示了千将坪滑坡失稳机制。     

基于改进的FAST模型的千将坪滑坡涌浪研究

千将坪滑坡是三峡库区支流浅水区滑坡产生涌浪的典型案例,但对大范围、长距离的水动力过程和涌浪灾害分析研究成果较少。基于浅水区滑坡涌浪物理实验的推导公式,更新了FAST涌浪计算系统,构建了相应的涌浪源数值模型,在已有的滑坡涌浪灾害快速评价系统程序中新构建了浅水区滑坡涌浪源数值模型,开展了千将坪滑坡涌浪研究。数值计算区域为18.6 km×11.8 km,包括千将坪滑坡附近的长江干流及支流。计算结果显示,千将坪滑坡产生的最大浪高为38.8 m,最大爬高为36.7 m。最大涌浪空间分布显示大于1 m涌浪的河道长约10.5 km,大于2m涌浪的河道长约9.3 km,大于3 m涌浪的河道长约8 km。大于1 m的波浪影响范围主要集中在青干河和锣鼓洞河,涌浪在河道中传播受地形影响而有快速衰减或放大效应。与多源数据对比表明,涌浪爬高数值相差为±2 m,相关性系数达0.97。建立的涌浪数值模型具有消耗计算资源少、计算速度快、计算结果精度较好等优点。基于水波动力学的浅水区滑坡涌浪源模型将可用于水库区支流或干流浅水区滑坡产生的涌浪问题研究,为大范围长距离滑坡涌浪灾害预测预警提供重要技术支撑。     

滑坡联动在滑坡及滑坡群中作用分析——以千将坪滑坡为例

受2003年7月13日千将坪滑坡的影响,位于其北东侧牵引区的千将坪东滑坡大范围出现了因拉张和剪切作用形成的裂隙。本文研究了因滑坡联动作用而形成的牵引区特征,对千将坪滑坡发生时在千将坪东滑坡体上所产生的裂隙形成作用方式进行了研究,并分析了千将坪滑坡体不同部位在滑坡滑动过程中的相互牵引与影响方式。通过研究分析,将滑坡滑动时的牵引方式简单分为以拉张卸荷为主和以边界剪切为主的两种模式,并以这两种牵引模式来分析白果树滑坡群中各个滑坡之间的相互制约关系,拟通过从滑坡联动作用阐述千将坪滑坡以东白果树滑坡群的整体稳定及局部失稳对滑坡群整体稳定性的影响。     

千将坪滑坡动力学过程仿真模拟

滑坡体的失稳破坏是一个动态过程,动力学行为起着非常重要的作用。采用DDA方法对长江三峡库区千将坪滑坡的运动全过程进行了数值模拟研究。模拟方案充分依据该滑坡的地质、地形特征,按不同岩土体和地质结构面类型进行块体单元划分,模拟了滑坡发生、发展的渐进破坏过程以及滑坡触发后的运动情况。模拟结果表明,千将坪滑坡是以斜坡坡脚的局部破坏为其运动的开始阶段,并进一步牵引上部滑体,在地下水压力作用下最终产生整体滑动。     

Mechanism and failure process of Qianjiangping landslide in the Three Gorges Reservoir,China

The Qianjiangping landslide is a large planar rock slide which occurred in July 14, 2003 shortly after the water level reached 135 m in the Three Gorges Reservoir, China. The landslide destroyed 4 factories and 129 houses, took 24 lives, and made 1,200 people homeless. Field investigation shows that the contributing factors for the landslide are the geological structure of the slope, the previous surface of rupture, the water level rise, and continuous rainfall. In order to reveal the mechanism and failure process of the landslide, numerical simulation was conducted on Qianjiangping slope before sliding. Based on the characteristics and the engineering conditions of the landslide, the topography and the geological profiles of Qianjiangping slope before sliding is reconstructed. The seepage field of Qianjiangping slope before sliding was simulated with the Geostudio software. The results show that ground water table rises and bends to the slope during the rise of water level, and the slope surface becomes partially saturated within the period of continuous rainfall. Using the ground water table obtained above, the failure process of Qianjiangping slope is simulated with the Flac3D software. The results demonstrate that the shear strain increment, displacement, and shear failure area of the slope increased greatly after the water level rose and continuous rained, and the landslide was triggered by the combined effect both of water level rise and continuous rainfall. The development of shear strain increment, displacement, and shear failure area of the slope shows that the landslide was retrogressive in the lower part of the slope and progressive in the upper part of the slope.     

黄土-基岩滑坡滑带土特性及其演化过程

滑坡的演化过程伴随着滑带的形成,故滑带土的物理力学特性在一定程度上决定着滑坡的形成机理和活动趋势。选取延安丁家沟滑坡滑带土为研究对象,通过X射线衍射、电镜扫描、室内实验等手段,对其矿物成分、微观结构、物理特性和力学特性进行研究。结果表明:不同部位滑带土的性质差异明显,前缘滑带土的含水率、天然密度、干密度、黏土矿物、界限含水率以及粒径分布分维值均明显高于后部滑带土;前缘滑带土在任一法向应力作用下均表现为应变软化的剪切特性,而后缘滑带土在低法向应力水平下表现为弱应变软化,在高应力水平下表现为应变稳定。通过前后缘滑带土物理力学特性差异,总结出此类滑坡演化阶段为后缘剪切面形成→剪切面扩展→滑带贯通。      

Mechanism for the rapid motion of the Qianjiangping landslide during reactivation by the first impoundment of the Three Gorges Dam reservoir, China

The first impoundment of the Three Gorges Dam reservoir in China started from a water surface elevation of 95 m on June 1, 2003 and reached 135 m on June 15, 2003. Shortly after the water level reached 135 m, many slopes began to deform and some landslides occurred. The Qianjiangping landslide is the largest one; it occurred on the early morning of July 14, 2003 and caused great loss of lives and property. Field investigation revealed that, although failure occurred after the reservoir reached 135 m, the stability of the slope was already reduced by preexisting sheared bedding planes. To study the mechanism of the rapid motion of this reactivated landslide, two soil samples were taken from a yellow clay layer and a black silt layer in the sliding zone, respectively, and a series of ring shear tests were conducted on the samples. One series of ring shear tests simulates the creep deformation behavior, while the other series simulates different shear rates. Conclusions drawn from analysis of the ring shear tests indicate that the mechanism of the rapid motion of the reactivated landslide was caused by the rate effect of the black silt layer during the motion phase after the creep failure. The yellow clay layer did not play any important role in the rapid motion in the 2003 event.     

四川省盐源玻璃村特大型玄武岩古滑坡复活机制

受前期14 d持续累计350.6 mm降雨影响,2018年7月19日盐源玻璃村一巨型玄武岩古滑坡体发生大规模复活,复活体积为1 390×104 m3,损坏房屋186间,造成重大经济损失。基于现场调查、无人机航测、钻探揭露、物理力学试验及数值模拟分析,在查明滑坡体地质结构、失稳特征基础上,对其影响因素及复活机制进行了探讨。研究结果表明,破碎岩土体及地形地貌是滑坡复活的孕灾基础,持续降雨及其引起的地下水位升高是滑坡复活的诱发因素。复活滑坡可分为主滑区和侧滑区两种破坏模式不同的区域。降雨作用下滑坡体内渗流场明显变化,孔隙水压力增大,导致7月13日古滑坡体开始发生变形,稳定性系数逐渐降低。受微地貌约束,主滑区具有多级、多次失稳,渐进破坏的特点。侧滑区斜坡前缘临空条件受坡脚主滑坡控制,在主滑坡运动过程中,侧滑区坡体位移量、最大剪切应变增量逐渐增大,塑性区扩展,破坏过程表现出与主滑坡一定的关联性和滞后性。分析表明,受地下水长期影响,滑带土体强度逐渐削弱,降雨导致坡体渗流作用加剧,抗剪强度降低,从而诱发滑坡复活。     

大型滑坡滑带土结构强度再生特征及其机理探讨

大型滑坡滑带土强度参数的正确选取，是作好滑坡稳定性评价和抗滑工程设计的重要环节。本文在现场调研和室内试验基础上，揭示了只要具有一定滑体厚度的滑带土，沿滑面具有强度再生现象，尤其在抗剪强度参数中显著存在一定量值的结构强度。讨论了结构强度再生的条件、变化规律及其再生机理，论证了滑带土的残余强度仅仅是一种瞬时效应，为滑坡滑面强度参数的选取与评价提供了重要的理论依据。     

路堑边坡平面滑动演化过程及远程滑动机制的模拟与分析

永宁高速公路K117滑坡路段原为在泥质粉砂岩单斜地层内开挖2级形成的路堑边坡,开挖后产生典型平面滑动,在中部滑床形成长约25m的滑动槽,产生最远达35m的远程滑距,其成因机制复杂。本文在对滑坡基本特征及孕育过程开展详细调查研究的基础上,采用节理有限单元法对该滑坡经路堑开挖导致高位坍滑、刷方变更后触发高速远程滑塌、滑塌后壁残留滑体牵引松动,以及对其实施卸载、支挡回填及锚固的治理过程开展数值模拟,再现了该滑坡孕育发展全过程及其稳定性演化规律;分析了该边坡破坏的平面滑动机构及滑动面的物理力学特征,论述了该类滑坡启动高速远程滑动的开挖松弛致滑机理和裂隙充水致滑机理,最后提出了预测及治理该类滑坡的6点建议。研究表明,在单斜地层开挖路堑,使顺倾向软弱结构面临空暴露时,可能诱发边坡整体卸荷松弛,产生较大的不平衡滑坡推力,而卸荷松动产生的张裂隙导致滑坡对降雨入渗十分敏感,不平衡力和裂隙水压力的共同作用可迅速剪断滑面,伴随势能向动能的转化,产生高速远程滑动。     

西藏加查拉岗村巨型古滑坡发育特征与形成机理研究

青藏高原地质构造活跃,内外动力作用强烈,加之气候异常变化,区内大型滑坡发育。以雅鲁藏布江断裂附近新发现的拉岗村古滑坡为研究对象,在现场调查、槽探揭露、地质测年和工程地质分析等基础上,对其发育特征及成因机制进行了分析研究。研究表明,(1)拉岗村滑坡属巨型岩质滑坡,体积达3.6×107 m3,最大水平滑动距离约3050m,滑坡后壁与堆积体前缘高差达965m,最大运动速率达78.1m/s,具明显高速远程特征;(2)受冷冻风化和冰体"楔劈"作用影响,滑坡后部岩体崩裂,全新世以来气候变化冰川逐渐消退,融雪降水入渗加剧劣化岩体结构,降低岩体强度;(3)根据14 C和10Be测年结果,拉岗村古滑坡形成于距今4140~9675a,沿雅鲁藏布江断裂发生的强震可能是该滑坡的直接诱因,岩体受到地震抛掷力作用,原有节理裂隙和新生破裂面发生张剪-拉裂破坏迅速贯通,首先沿断裂附近碎裂结构岩体发生破坏,上部岩体随之失稳并高速下滑。该研究可为认识青藏高原断裂带内大型古滑坡的形成机理提供借鉴。     

基于DAN-W模型的高速远程滑坡灾变过程分析

高速远程滑坡因其突发性、剧烈性、高速性、远程性等特点对人员和财产造成重大危害,是中国最严重的地质灾害类型之一,研究其灾变过程对中国防灾减灾具有重要的意义。DAN-W是基于拉格朗日有限差分法建立的动力模拟方法,反演模拟碎屑流运动过程,更适合高速远程滑坡的模拟分析。笔者以哀牢山地区芭蕉树滑坡为研究对象,研究芭蕉树滑坡的基本特征,利用DAN-W软件建立芭蕉树滑坡的计算模型,分析滑坡的灾变过程,依据滑坡特征考虑滑坡分区和铲刮效应,将滑动路径分为3段:滑源段、铲刮段、堆积段进行模拟计算;结果显示:滑坡前缘最大速度为26 m/s,后缘最大速度为30 m/s,后缘最大速度发生在剪出口位置,最大滑距为420 m,滑动14 s后滑体基本滑离剪出口,至运动30 s时停止滑动。所得结果与实际情况吻合度高。