长江三峡黄腊石滑坡缓倾角断裂显微构造研究

本文主要从显微尺度研究黄腊石滑波区缓倾角断裂的微观,超微观构造特征,进而分析构造应力方向和差异应力大小。同时探讨缓倾角断裂的变形机制和成因,讨论缓倾角断裂与滑波发生演化过程之间的关系,为滑坡监测与防治提供地质依据。     

岩溶区层状缓倾角岩质边坡变形破坏机制研究

在贵州岩溶区某大型工程台址工程地质环境条件研究基础上,采用地质历史过程机制分析法和数值模拟方法,对岩溶区层状缓倾角岩质边坡变形破坏机制作系统研究,总结出了4种变形破坏机制,即高陡的层状缓倾内边坡(A类坡)主要发生倾倒-崩落或拉裂-崩落破坏,低矮的层状缓倾内边坡(C类坡)则以小规模垮塌为主;缓倾外顺层边坡(B类坡)以滑移-拉裂型顺层滑坡或块状滑坡为主,而复合型边坡(D类坡)多以滑移-拉裂和弯曲-拉裂组合形式发生破坏.     

缓倾滑坡地质力学模型研究——以冯店滑坡为例

在国内外缓倾滑坡研究的基础上,从滑坡形成机制出发,建立缓倾滑坡地质力学模型,采用数字滑坡技术结合地面调查获取滑坡规模、滑动面倾角、后缘拉裂槽积水深度等参数,代入模型表达式可获得滑坡的临界摩擦系数,进而获取滑坡的总下滑力和总阻滑力。提出临界摩擦系数的概念及求取方法,临界摩擦系数与缓倾滑坡的易滑性（或稳定性）直接相关,分析表明滑坡的临界摩擦系数与滑体规模（滑动面长与宽）、滑动面倾角正相关,与滑体重量反相关,滑坡后壁倾角在60°-90°范围的变化对缓倾滑坡易滑性的影响很微弱。      

黄莲树滑坡破坏变形机理浅析

以三峡库区奉节县黄莲树滑坡的破坏变形为例,以地表位移、降雨、地下水、库水位的监测为依据,综合分析研究了监测参数的变动和致灾因子相互作用对滑坡稳定性的影响关系,开展破坏变形机理探讨研究,总结形成了初步的研究成果。该研究成果对滑坡的监测预警预报技术具有重要的理论意义,并且对其它以库水位涨落和降雨为主要致滑因子的滑坡的监测临滑预报具有重要的参考价值和指导意义。     

灌溉作用下浅表层黄土滑坡变形破坏机理实验研究

为有效减少泾阳地区大面积灌溉活动诱发黄土滑坡对社会和经济带来的巨大损失,开展灌溉型滑坡室内实验研究,研究坡度在灌溉条件下对黄土滑坡变形破坏过程影响,具有重大的现实意义。本次实验设计了可用于坡顶和坡面的灌溉装置,同时进行了45°斜坡和60°斜坡的两组室内灌溉模型实验,且每组斜坡内埋设体积含水率传感器、基质吸力传感器和孔隙水压力传感器三种传感器记录其内部变化。通过对两组实验过程及结果进行对比分析,进而得出灌溉条件下浅表层黄土滑坡的变形破坏规律,总结出该类滑坡的破坏模式及其诱发机理。实验结果表明,实验前期随着体积含水率不断增大,基质吸力逐渐减小至基本稳定,土体强度随之减小;实验后期上部土体饱和,斜坡产生的变形和土体排水不畅产生了超孔隙水压力,有效应力随之减小,土体强度减小至最小,导致滑坡产生。同时,坡度越大,滑坡越易发生,滑面深度和滑动距离越小。     

三峡库区八字门滑坡变形破坏机理分析

三峡库区库水位周期性的变化引起库岸边坡地下水位发生变化,库水与地下水共同作用影响其渗流场与应力场,促使滑坡失稳。本文以三峡库区动水压力型滑坡——八字门滑坡为例,结合滑坡监测资料,运用Geo-Studio软件中SEEP模块、SLOPE模块以及SIGMA模块进行模拟,深入分析在不同库水下降速率条件下对滑坡渗流场、应力场、位移场以及稳定性的影响,研究其致灾机理。研究结果表明:八字门滑坡滑体物质遇水易软化、渗水性差,为动水压力型滑坡创造了良好条件。动水压力型滑坡的失稳主要是由于库水位下降,地下水位相对滞后,形成指向外侧的动水压力,不利于滑坡的稳定,库水位下降速率越大,滑坡体的稳定系数减小越快。在库水下降速率不断增大时,渗流作用增强,但是渗流速率的增长率有减缓趋势。八字门滑坡在库水下降的条件下,滑坡159 m处的滑体及滑带附近出现明显的应力集中现象并逐渐扩大连成一片,表明滑带附近为剪切塑性区,主要承受剪切应力。滑坡塑性区竖向位移呈现先减小后增大的趋势。在周期性库水作用下会产生应力带促进滑坡变形,长期在这种应力作用下可能产生新的滑带,形成次级滑坡。     

降雨诱发浅层黄土滑坡变形破坏机制

由降雨引发的浅层黄土滑坡灾害具有致灾性强、范围广、影响面积大等特点,是黄土高原地区危害严重的地质灾害类型。经典算法采用安全系数描述坡体稳定性,难以对坡体变形破坏的起始位置和实际失效面加以识别,限制了滑坡变形过程的描述和滑坡有效预测。以非饱和土吸应力理论为指导,基于Hydrus中的Slope Cube模块,建立黄土斜坡水-力耦合模型,结合黄土地区易滑坡形态统计数据,针对凸型、凹型、直线型3种坡型与30°、40°、50°三种坡度组合,计算了不同降雨条件下的坡体稳定性响应。结果表明,不同坡型的黄土斜坡对降雨条件具有明显的响应。相同降雨量、相同坡度条件下直线型坡发生浅表层破坏的可能性最低,凹型坡次之、凸型坡的稳定性最差。与之相对应的,相同条件下凸型坡失稳时间最短、凹型坡次之、直线型坡最长。本研究可为浅层滑坡的早期识别和预报提供支撑。     

官地水电站坝区缓倾角断裂成因研究

通过对官地水电工程坝区断裂系统,特别是缓角断裂的发育分布及变形破裂形迹研究,认为该坝区缓倾角断裂的形成,受控于构造和浅表生改造,并从构造应力演化探讨了缓探计了缓倾角断裂的构造成因,建立其构造成因模式,根据缓倾角断裂的浅表生改造特征,探讨它的浅表生改造模式。     

三峡库区典型顺斜向岩质滑坡变形破坏特征及失稳机制分析

近年来,三峡库区城集镇开发区顺斜向岩质滑坡失稳破坏现象时有发生,研究顺斜向岩质滑坡的变形破坏特征及失稳机制对防治此类滑坡具有重要意义。本文以巫山县白杨湾滑坡为例,通过现场踏勘、钻探和多种监测手段,对这一典型顺斜向岩质滑坡的变形破坏特征及失稳机制进行了深入研究。此滑坡所处地层为巴东组第二段泥岩,岩体破碎,地下水较丰富。滑坡岩层向右边界倾斜,右边界受断层控制,断层面与岩层面相交切割形成楔形体顺斜向滑移。滑坡体积约320×104 m3,滑动方向与岩层倾向夹角60°。受坡脚开挖和坡体建筑荷载等人类工程活动的影响,滑坡于2019年7月开始出现显著变形,滑坡中部的位移速率达到2～5 mm/d。2019年9月中旬,滑坡前部设置应急抗滑桩后,滑坡变形开始减缓至0～0.5 mm/d。白杨湾滑坡对城集镇开发区金科城造成巨大威胁,建议采取“搬迁避让+工程治理+专业监测”的防治对策。本文的研究成果对指导三峡库区顺斜向岩质滑坡防治和人工开挖诱发滑坡的防治具有重要借鉴意义。     

考虑裂隙水压力的岩体压剪裂纹扩展规律研究

在库水位大幅度升、降变化时,容易导致岩体内增量裂隙压力的集中,使断裂面上有效应力降低,裂纹面尖端的应力强度因子增加。当达到临界强度因子时,可能使岩体内裂纹、裂隙贯通、扩展,形成连续的复式破坏面,从而使边坡稳定性降低,造成边坡的失稳。基于此,从断裂力学角度分析了裂隙水压力对裂纹强度因子的影响,对考虑裂隙水压力作用的Ⅰ、Ⅱ型复合裂纹扩展规律进行了研究,结果表明：Ⅰ、Ⅱ型复合裂纹的裂纹扩展角的变化,不仅与裂纹的闭合程度、斜裂纹倾角、双向应力大小有关,还与裂隙水压力的大小、裂纹面的摩擦系数有关;并且在相同情况下,未闭合裂纹的扩展角要大于闭合裂纹的扩展角;对于闭合裂纹,裂纹面摩擦系数越小,扩展角越大;最后,推导了基于摩尔-库仑准则考虑裂隙水压力的岩体断裂韧度KIc、KIIc和压剪状态下Ⅰ、Ⅱ型复合断裂判据。研究成果为分析水岩作用下裂隙岩体的失稳破坏提供了重要的参考。     

K28边坡变形破坏机制的离散元模拟

在工程地质勘察的基础上,对K28边坡在天然和饱水状态下的变形进行离散单元法数值模拟,分析了此类缓倾角顺层边坡滑移压致拉裂的变形破坏机制,以及地下水促进边坡变形破坏的作用机理,为边坡的工程治理设计提供合理的建议。     

考虑裂隙附加水压的岩体断裂强度分析

修建大坝、隧洞等工程活动必将对其周围岩体产生扰动,导致赋存于岩体裂隙中的水产生附加水压,从而使岩体在扰动荷载和裂隙水压作用下沿裂隙面失稳扩展。首先基于夹杂理论,推导出扰动荷载所引起的裂隙附加水压的解析式,并应用数值分析进行验证,然后分析裂隙附加水压随岩石力学性质、裂隙形状以及裂隙倾角的变化规律。其次,应用岩石压剪断裂准则,推导出考虑裂隙附加水压的岩体断裂强度解析式。最后结合算例,进一步探讨了裂隙附加水压对岩体断裂强度的影响规律。结果表明,裂隙附加水压降低了岩体断裂强度,增大了岩体发生断裂破坏的倾角范围,使岩体更易于沿裂隙面发生水力劈裂失稳破坏;另外,岩石弹性模量、裂隙形状因子以及裂隙倾角对裂隙附加水压有显著影响,岩体断裂强度随岩石弹性模量和裂隙形状因子的增大而增大,且随裂隙倾角的增大,其增大的趋势更加明显。     

基于不同水压分布的平面滑动边坡稳定性研究

为研究地下水对平面滑动边坡的影响,归纳了平面滑动边坡常见的3种水压分布形式,并阐述了其分布假设的合理性。根据极限平衡理论,采用Matlab编制程序,通过有无张裂缝两个算例,定性与定量分析相结合,就不同滑动面水深、滑动面倾角、坡高、坡顶倾角、裂缝水平夹角等影响因子进行敏感性分析,重点探讨了在不同水压分布时影响因子对边坡安全系数影响的动态演绎规律。研究表明,平面滑动边坡临界倾角可通过极限平衡理论编制程序计算,并考虑地下水得出临界倾角变化趋势,取经验值10%为浮动范围;边坡影响因子对安全系数的影响随着地下水位的升高而变大,其中坡高对安全系数影响显著,坡顶倾角、张裂缝水平夹角和坡顶距张裂缝距离等对安全系数影响不明显。     

挡土结构上的土压力和水压力

总结和分析了在静水压力、稳定渗流和超静水压力作用下,挡土结构上水土压力的计算方法,通过实例说明了水土分算与水土合算结果的差异及考虑水的渗流作用和超静孔压力作用对挡土结构上总压力计算的影响,并强调应进行控制挡土结构稳定的临界状态分析。     

基岩裂隙水寻找与开发的专家系统建立

由于地裂隙水埋藏分布规律的复杂怀，致使裂隙水的开发利用十分困难。因此，获取和利用理论水平高、实践经验丰富的基岩裂隙水专家的知识，通过计算机技术形成具有智能功效和的专家系统，就具十分重要的理论和实际意义。本文详细介绍了基岩裂隙水七开发专家系统（ＢＦＷＰ）的建立过程，包括系统的知识库建造，推理机设计，以及系统的图形功能     

危岩裂隙水压力修正计算方法

“暴雨状态的裂隙水压力是危岩防治工程设计的控制性荷载”是人所共识的,但“静水压力公式究竟能否直接用于确定危岩裂隙水压力”却是三峡库区地质灾害科技工作者多年来一直关心的重要问题之一。本文通过72组裂隙水压力室内模型试验,对比分析了应用压力计直接测定的裂隙水压力和根据测压管读数由静水压力公式计算的裂隙水压力之间的差异,用到静水压力公式计算危岩裂隙水压力比实际值大30％-50％;通过对静水压力公式引入折减系数,建立了适用于压剪-滑动型危岩和拉剪一倾倒型危岩裂隙水压力的计算式,并建立了折减系数计算方法。所建立的危岩裂隙水压力计算方法的实用性界定在主控结构面开度在0．2～2．0cm之间。     

近水平岩层滑坡启动的临界水柱高度分析

从岩性特点和外部诱发因素等方面分析了近水平岩层滑坡的形成机制,提出此类滑坡启动的主要诱发因素是暴雨或持续降雨.从力学角度讨论了滑坡启动的判别依据,推导了滑坡启动时的临界水柱高度.研究表明,裂隙水对近水平岩层滑坡启动的影响是有条件的,在滑体厚度d一定的情况下,当滑面长度L小于安全长度LS时,滑坡就会启动,否则裂隙水不足以引起滑坡的启动.同时对应于一定的滑面长度,分析了浅层、中层、厚层滑坡的临界水柱高度值.     

低应力与覆水环境下单裂隙粉砂质泥岩渗流特性

为探究不同外部环境因素影响下浅层粉砂质泥岩边坡裂隙渗流特性,采用自主研发的岩体裂隙渗流试验装置,对含6种不同裂隙面粗糙度(JRC)的粉砂质泥岩裂隙试样进行渗流试验,研究了不同低围压和覆水深度下粉砂质泥岩裂隙渗流特性。结果表明:不同覆水深度及JRC下围压与粉砂质泥岩裂隙渗透系数均呈反相关,两者之间关系可用幂函数表征,且渗透系数的降低过程可分为快速降低(围压为0～30 kPa)和缓慢降低(围压为30～50 kPa)两个阶段,CT扫描结果验证了围压增大使得粉砂质泥岩裂隙开度减小是渗透系数随围压增大而减小的主要原因。随围压的增大或覆水深度的减小,不同JRC粉砂质泥岩裂隙渗透系数的离散程度逐渐减小。当围压增至最大,同时覆水深度最小时,JRC对裂隙渗透系数的影响将会被消除。不同围压下,粉砂质泥岩裂隙渗透系数与覆水深度呈正相关,且两者关系可用指数函数表征。推导出了粉砂质泥岩裂隙渗流非线性Izabsh模型,该模型能较好地反映低应力及低流速下粉砂质泥岩裂隙渗流量与压力梯度之间的非线性变化关系,但随围压的增大,该模型的相关性有一定程度的减小。