地震作用下滑坡动力响应及稳定性模拟分析

我国中西部是斜坡失稳破坏高密度存在区域,其中滑坡是一种常见的破坏方式,滑坡会给工程建设和人民生活造成巨大的损失,在地震作用下滑坡发生的几率明显增加。以白龙江郭家滑坡为例,在分析工程地质条件的基础上,利用FLAC3D数值分析软件建立数值计算模型,利用模型分析滑坡地震作用下的动力响应,进而分析地震动力作用下滑坡的稳定性,并与基于极限平衡法的静力分析结果进行对比分析,为滑坡的地震灾害预测提供依据,也为今后地震作用下滑坡的稳定性动力分析计算提供借鉴。     

降雨作用下堆积层滑坡动力失稳的尖点突变模型研究

针对降雨作用下堆积层滑坡动力失稳问题,考虑滑坡后缘裂隙积水作用,提出了一个简单的力学模型。由滑坡系统在平衡曲面上时处于准静态状态,得到系统的总势能函数,建立了滑坡系统动力失稳的尖点突变模型,给出了滑坡动力失稳问题的一般方程,得到了滑坡系统失稳前后的变形跳跃幅值、能量释放量和滑体弹冲剧发速度的一般表达式,基于Weibull分布的滑动带岩土体本构关系为其特例。通过对尖点突变模型临界状态的分析,得出降雨作用下堆积层滑坡动力失稳是内因和外因共同作用的结果,深化了对滑坡失稳机理的认识。     

基于地震传播过程的滑坡动力稳定性分析

当进行滑坡地震稳定性分析时,一般对滑体取某一固定的加速度,这忽略了地震波的传播过程。滑坡在地震中破坏的根本原因是地震波在岩土体中传播时,在滑体和滑床间形成了加速度差。推导了加速度差的计算公式,以青海省玉树机场路3号滑坡为原型,以玉树机场强震观测台的实测加速度时程为动力输入,采用传递系数法计算滑坡动力稳定系数时程曲线。结果表明,天然状态滑坡的稳定系数为1.269,最小动力稳定性系数为0.962,最小平均稳定系数为1.069。滑坡的整体稳定性较好,不会形成整体失稳,但会有局部变形,与震后实测现象一致。     

西南某滑坡成因机制及稳定性评价

根据对该滑坡的变形破坏特征及形成条件分析，其属滑移-拉裂型滑坡。在漫长地质历史时期．经受诸如地震、自重应力，构造应力、卸荷变形、降雨以及地下水等内外地质作用因素，斜坡岩体沿软弱结构面发生滑移变形，随着剪裂面上的拉应力集中而产生拉裂缝，一旦破坏面贯通，则导致滑坡破坏。变形发展可能具有间歇性。通过参数反演，对滑坡的稳定性进行了定量评价。从评价结果可见，在天然及暴雨情况下．滑坡均处于稳定状态。而在考虑地震时，其稳定性迅速降低，基本处于不稳状态。因此，对该大型滑坡进行合理的评价，科学的预测就显得非常必要。结合西南某滑坡的形态、结构特征，分析滑坡的形成机制；在成因机制分析基础上．采用不平衡推力法对该滑坡天然状态及不利组合条件下的稳定性进行评价，为滑坡治理设计提供了重要的地质依据。     

地震荷载作用下高速岩质滑坡启动速度的确定

高速岩质滑坡是地震灾区一类常见的滑坡。滑体锁固段在其上部岩土体推力作用下,会聚集巨大的剪切应变能,由于峰残强降效应,滑动面扩展时抗剪强度将骤然降低。一旦锁固段突然被剪断,赋存的弹性应变能转化为滑坡体的动能,为了研究地震荷载作用下,锁固体弹性应变能的计算方法,本文尝试采用弹性力学方法,将地震力作为体力施加于微元体上,求取锁固体的剪切应变能及峰残强降应变能。在此基础上,采用动能定理推导滑体启动速度公式,并通过具体实例对该方法进行验证,结果表明所得速度公式是合理的。     

三峡库区藕塘滑坡变形失稳机制研究

三峡库区藕塘滑坡是巨型顺层基岩古滑坡,滑坡面积1.78km2,体积约9.0107m3,威胁3900余人的生命财产安全,涉及场镇整体搬迁,同时对长江航道形成潜在堵塞隐患,是近年来三峡库区重大滑坡灾害之一。基于大量的现场地质调查及工程地质勘探,详细介绍了滑坡地质地貌及地质结构特征; 充分利用现场监测数据,深入分析了滑坡变形特征; 在此基础上,从地质成因和环境成因两方面对滑坡变形失稳机制展开系统研究,并结合滑坡稳定性计算对其变形发展的趋势进行了预测。相关的结论主要包括:(1)该滑坡具有多级多期次滑动特征,主要表现为三级滑动,且空间形态具有视向倾斜滑动的特征; (2)特殊的地形地貌、地层岩性及地质构造等因素是滑坡长期孕育形成的地质内因; (3)库水位周期性波动及集中降雨是诱发滑坡复活变形的环境外因,研究表明该滑坡变形与库水位下降及集中降雨的相关性显著; 库水位下降导致坡体内外地下水落差形成指向坡外的渗透压力,促进滑坡体变形; 集中降雨则增加滑坡体自重和下滑力,并使得大量的水富集于易滑软层,软化滑带土,促使滑坡蠕动变形加速; (4)三级滑坡体与西侧变形区在极端工况下存在欠稳定状态可能性,推断现阶段滑坡以局部失稳破坏形式为主。鉴于此,建议进一步加强监测,采取相应的工程防治措施。     

地震边坡失稳机理及稳定性分析

通过对汶川地震边坡调研,发现大量边坡破坏形式为坡顶拉裂、下部坡体剪切破坏。本文利用有限差分程序,从边坡土体的应力状态出发,通过监测边坡土体的状态、位移和剪应变增量变化等,分析了岩土体在静力、横向地震和耦合地震作用下的破坏过程,发现坡顶附近发生张破坏,以下部位发生剪切破坏,而非传统的地质工程观点地震边坡破坏主要是地震惯性力造成的剪切破坏。并提出一种新方法关键点相对位移法,来判断边坡的动力稳定性,数值模拟结果与已有研究成果及震后灾害调查结果具有良好的一致性。     

水力作用下岩质斜坡破坏机制和稳定性分析研究现状

基于国内外研究现状和岩质滑坡案例,总结出岩质滑坡的水力致灾机制,归纳考虑水力作用下的岩质斜坡主要失稳破坏模式,评述了岩质斜坡稳定性分析方法。岩质滑坡的水力致灾机制主要由于水对滑体产生的静水压力（岩体侧面的推力、滑面的扬压力和岩体的浮力）和动水压力（向坡外的渗透力）作用。从渗流—应力耦合的角度可较全面评价水渗流对坡体稳定性的影响。斜坡的岩体结构决定了水力作用方式和坡体的失稳破坏形式,考虑水力作用下的岩质斜坡失稳破坏形式主要有：顺层滑动、平推式滑动、楔形体滑移和危岩的崩塌。对于水力作用下岩质斜坡的稳定性分析方法主要有极限平衡法、有限元强度折减法、基于断裂力学的危岩稳定性分析法和渗流—应力耦合模型分析法,其中前两种方法应用较为广泛。     

地震作用下某工程边坡动力稳定性数值模拟

以某工程边坡为例,采用人工合成地震动为输入条件,运用FLAC2D进行边坡岩体的全时程动力分析,探讨地震作用下边坡岩体的动力响应规律及稳定性。数值模拟结果表明:在地震动力作用下,边坡发生大变形(大于3.0m),塑性区沿覆盖层与基岩界面分布,界面岩土体发生塑性破坏,会发生整体性的远程滑动,必须采取措施进行综合治理,这一结论对处置库的选择和建设具有重要的工程应用价值。     

大型阶地型地震滑坡的成因机制和三维稳定性分析

以陈家坝场镇滑坡为例,通过对都坝河阶地的调查,概化出了都坝河阶地模型;根据对陈家坝滑坡的地貌学分析,结合水文地质调查和剖面对比,发现陈家坝滑坡位于都坝河的二级阶地上,是大型阶地型地震滑坡;通过陈家坝阶地地震滑坡的地形地貌、物质组成和岩土体力学性质室内试验分析,对其成因机制进行深入研究,发现陡倾的地形条件、松散的物质条件以及滑坡区前后缘高差大构成了滑坡的基本条件,而地震波反复剪切作用下饱和滑带土的残余剪切强度低和距离断裂带较近的强地震动是滑坡形成的主要原因;在对滑坡阶地模型概化的基础上,考虑滑坡的三维空间效应,采用有限差分强度折减法对其在自然状态、暴雨、地震等工况下进行了三维稳定性分析评价,并得到了不同工况下滑坡潜在三维不稳定的区域。这些分析对阶地型地震滑坡失稳机制的研究及稳定性评价具有一定的意义。     

地震与强降雨作用下堆积体滑坡变形破坏机理及防治方案分析

位于西南山地堆积体滑坡常受到地震和强降雨的双重作用,查明此类滑坡变形破坏机理是地质灾害防治和风险防控的基础。文章的研究对象是鲜水河断裂带附近的炉霍县马居滑坡。研究表明,地震作用对位于斜坡地带堆积体滑坡体结构损伤明显,不但使滑坡整体稳定性下降,还促使坡体内裂隙大量发育,利于降雨入渗,进一步恶化滑坡的水文地质条件。强降雨形成的大规模洪水和泥石流下切坡脚沟道,牵引滑坡体整体向下。长历时强降雨入渗影响坡体稳定性,且在降雨结束后较长时间持续影响坡体稳定性。因此,对此类滑坡防治的对策应考虑坡脚防护和抗滑支挡设置。在对防治方案的有效性分析后,表明防护方案在极端条件下仍然能保障安全性,达防治和风险管控的目的。     

陕西略阳南山滑坡复活成因及稳定性分析

略阳县南山滑坡多次出现复活的迹象,严重威胁了滑坡体上及坡下的几十栋办公楼、住宅楼及近2000人的生命财产安全。本文通过对滑坡的调查,钻探及室内试验,分析了滑坡蠕动变形及可能复活的原因。利用滑坡稳定性计算的结果对其危险性进行了评估,结果表明滑坡在正常状态下是稳定的,但是在饱水及地震等不利工况下,坡体有失稳的可能,特别是滑坡前缘的陡坡段发生破坏的可能性大,需要采取措施进行治理。     

弯曲-拉裂型滑坡形成机制和稳定性分析——以木里河卡基娃滑坡为例

卡基娃滑坡是木里河卡基娃水电站拟建坝址下游左岸的特大型基岩古滑坡,是川西高山峡谷区弯曲-拉裂型滑坡的典型代表,本文结合河谷地貌史的研究,分析了滑坡的形成机制,采用宏观分析和定量计算相结合的方法对滑坡稳定性进行了评价,对研究同类型的滑坡有一定的借鉴意义。     

汶川地震对望月寨滑坡稳定性影响研究

“5.12”汶川地震诱发大面积的山体滑坡,直接威胁人类的生命财产安全,但同时也为研究地震对滑坡的影响提供了宝贵的素材。以四川省理县望月寨滑坡为例,在对地震前后滑坡基本特征深入研究的基础上,采用极限平衡法和有限差分法对地震前后该滑坡的稳定性和应力应变特征进行了计算、模拟和对比分析,分析结果与地震前后滑坡的宏观地质现象均具有较高地吻合度。研究成果为深入分析地震对滑坡影响及防灾减灾提供了可靠依据。     

大渡河新华古滑坡体成因机制及稳定性研究

新华古滑坡体位于拟建水电站坝址线上游12km处,体积巨大,水库设计蓄水高程在滑体剪出口之上,且该区属高烈度区,滑体一旦失稳,可能造成涌浪、甚至堵江和堰塞溃坝,影响严重。目前,古滑体有拉裂缝等变形迹象,属滑移拉裂性质,且古滑坡变形属重力蠕滑性质。稳定性评价结果表明,在天然、暴雨、蓄水及水位骤降等工况下,滑体均处于基本稳定状态。而在考虑地震时,其稳定性迅速降低,滑体有可能整体失稳。     

四川省雷-马-屏监狱通木溪滑坡形成机制分析与稳定性评价

通木溪滑坡为一老滑坡。其前缘为滑坡强变形区；中部为弱变形区；上部为老滑坡区。滑坡复活始于1998年。2001年滑坡发生。造成5400m^2的建筑变形破坏，直接经济损失300多万元。老滑坡的形成是滑坡复活的基础条件之一。中部生活用水入渗滑体滑带，大量建筑物加载，修筑公路局部开挖坡脚，前缘通木溪河常年掏蚀坡脚及降雨冲刷坡体和入渗补给滑体滑带成为滑坡前部复活的重要诱因。目前，老滑坡处于稳定状态。弱变形区和强变形区处于欠稳定一基本稳定状态。滑体饱水及地震工况下，强、弱变形区均处于欠一不稳定状态，且强变形区稳定性最差。横向上，中部稳定性较两侧差；纵向上，滑坡中前部稳定性比后部差。因此，开展对该滑坡的形成机制研究，将具有十分重要的现实意义。     

甘肃天水红旗山黄土滑坡群成因及稳定性分析

天水市位于西秦岭北缘断裂带,区内活动断裂发育,历史上强震频发,诱发了大量黄土滑坡。基于对天水市北山地震滑坡群的野外调查,研究了地震滑坡变形破坏特征;以红旗山滑坡群为典型案例,结合室内测试结果,剖析了红旗山滑坡的变形破坏机制;利用FLAC3D模拟分析了现今红旗山滑坡的稳定性。研究结果表明:天水北山滑坡群由地震作用诱发;红旗山滑坡包含两个主滑动带,历史上经历了3期以上变形活动,演化过程复杂,属地震-降雨耦合型滑坡。现今红旗山滑坡体在天然状态下相对稳定,如遇强震作用将造成坡体内部塑性区贯通,斜坡顶部岩土体将发生滑移。这一研究成果可为潜在强震区地震滑坡的变形机理及防灾减灾提供依据。