反倾层状斜坡破裂面演化特征离心机模型试验与数值模拟

破裂面形成演化特征是反倾层状斜坡研究的重点之一,也是稳定性评价和工程设计治理的基础。利用室内大型土工离心机,获取坡体受力和变形参数,同时结合PFC数值模拟成果,展示斜坡破裂面的形成演化过程和特征,并讨论破裂面的形成机理。结果表明：（1）首先在坡体内部产生压剪裂隙,随后向中下部扩展,坡体压剪分区;（2）裂隙向中上部发展,破裂面初步形成,深部坡体发生弯折;（3）浅层裂隙完全贯通,形成由坡顶至坡脚的完整破裂面Ⅰ,内部潜在破裂面（Ⅱ、Ⅲ）中上部近似平行坡面,下部合并后至坡脚,而稳定受压区域与弯折区分界潜在破裂面Ⅳ呈阶梯形,同时浅层存在3条次级破裂面;（4）斜坡的变形破坏由于重力作用,使得岩层差异性受力,在压剪、拉剪及弯折作用下,裂隙由预制裂隙尖端萌生、扩展,最终贯通形成破裂面。重力是内在原因,而坡体结构特征是基础条件。研究成果可以为反倾层状斜坡进一步深入研究和实践提供参考。     

红石岩特大岩质滑坡成因和破坏模式的离散元分析

岩质边坡发生滑动不仅与其坡体结构、构造发育有关,还与外界动力因素相关。2014年云南鲁甸发生的M_S6.5地震造成多处大型滑坡及特大型滑坡,而同年云南景谷M_S6.6地震中却只造成了中小型滑坡。为了查明鲁甸地震造成大型滑坡的主要原因,本文以2014年鲁甸地震诱发的红石岩特大型滑坡为例,利用颗粒流PFC^2D离散元软件对其进行数值分析,采用软硬两种平行黏结模型解决拉压比失真的问题,分析层理、坡顶卸荷裂隙、潜在滑动面、坡体风化裂隙、地震等各因素作用下的滑坡成因和破坏模式。根据正交试验结果和坡体裂纹发展情况,探讨了地震诱发红石岩滑坡的破坏模式以及影响红石岩滑坡规模的主要因素。结果表明,在地震作用下,红石岩发生特大规模滑坡的原因为深部滑动面的形成;而深部滑动面的形成主要来源于自身由上而下的'硬-软-硬’结构的影响;红石岩特大型滑坡的失稳破坏模式可以概括为：中部软岩和边坡浅表破坏-硬岩悬空-剪切带的形成-大规模崩滑-堆积。本文的研究对地震诱发含软弱夹层反倾岩质滑坡灾害的预防、评估及治理有着一定的理论和工程指导意义。     

基于经验的边坡稳定性灰色系统分析与评价

倾倒是反倾岩质斜坡常见的失稳类型,其变形破坏受多种因素影响。为探究各类因素对反倾斜坡倾倒变形的影响程度及其对变形模式的控制作用,本文以澜沧江中上游反倾岩质斜坡为研究对象,建立了反倾斜坡倾倒变形影响因素体系,结合离散元数值模拟试验结果及改进灰色关联分析理论,对各类影响因素的敏感性进行了研究。在此基础上,以斜坡几何特征参数为输入,基于支持向量回归(SVR)理论对研究区反倾斜坡倾倒变形易发几何模型进行预测。结果表明：(1)反倾斜坡的几何特征参数敏感性最高,水平构造应力次之,岩体力学参数敏感性最弱。(2)反倾斜坡的变形量与变形深度与上下坡角呈正相关,变形深度与岩层倾角呈正相关,但变形量随岩层倾角的增大先增大后减小。(3)研究区内的反倾斜坡存在4种变形模式：稳定斜坡、潜在变形斜坡、浅层倾倒斜坡及深层倾倒斜坡。(4)在研究区内,岩层倾角小于57°的斜坡总体保持稳定;超过57°有产生浅层倾倒变形的可能;超过63°时有产生深层倾倒的可能;达到81°,岸坡普遍产生倾倒变形。本研究成果可为此类斜坡变形体的野外早期识别与灾害危险性评估提供可靠理论参考。

     

含软弱岩层反倾岩质边坡地震动力响应与破坏模式

以鲁甸地震诱发的红石岩崩塌滑坡为研究对象,通过大型振动台模型试验和3DEC数值模拟,研究了含软弱岩层的反倾岩质边坡的动力响应和破坏失稳模式.研究结果表明：水平加载下,随频率增大PGA放大系数先减小后增大,在接近坡体自振频率8Hz的波形加载下,坡体动力响应最为剧烈,软弱岩层对不同频率的横波具有放大和吸收作用,对5~10Hz的横波放大效应明显,对15~20Hz的横波则明显吸收;竖向加载下,随加载正弦波频率的增加,PGA放大系数先增大,25Hz时PGA放大系数减小,随后又继续增大,在频率为30Hz时PGA放大系数达到最大,在5~30Hz范围内软弱岩层对纵波均具有一定的放大效果;双向加载下,坡体水平和竖向PGA放大系数分布与单向加载一致,但双向加载下坡体部分位置动力响应加剧,部分位置动力响应则受到抑制.含软弱岩层的反倾岩质边坡破坏过程可以分为6个阶段：坡体内部轻微损伤-软岩挤出、软硬岩交界上方硬岩拉裂-硬岩裂纹向上延展-软弱岩层挤压滑动-层面和纵向节理贯通形成滑面-边坡破坏.在软弱岩层的反倾岩质边坡中,软弱岩层具有对地震波的放大吸收、折射反射作用,影响着边坡的动力响应特征,软弱岩层的挤出破坏导致上部岩体岩结构面松动开裂,是该类岩质边坡破坏发展的主要原因,对该类边坡需应注意对软弱岩层进行加固防护,减小边坡的动力破坏.     

倾伏方向及倾伏角的计算确定方法

本文介绍了两构造面控制的交线倾伏方向及倾伏角的计算确定法,它可解决无赤平极射投影网时进行该项工作的困难,且计算结果准确。     

基于电场矢量有限元三维高频大地电磁倾子响应与感应矢量研究

一个或多个异常体的识别与区分及边界的确定是电磁法探测中提高分析精度的难点。本文利用基于电场的矢量有限元开展了复杂模型三维倾子响应及感应矢量研究。实感应矢量对电流聚集方向的指向性与分析频率的趋肤深度及介质的相对电性大小有关,通过这种指向性能有效地判定异常体的上界面和多个不同性质异常体的存在,但难以对下界面进行判定;虚感应矢量反映了感应电流(涡流)的流动方向,不同电阻率的地质体其感应电流的大小和方向不同,利用虚感应矢量的旋转方向、中心轴及分析频率的探测深度可有效地确定异常体的中心和上下界面。虚感应矢量相对于趋肤深度具有反映更大探测深度的能力,能有效地显示深部异常体对感应电流大小和方向的影响。数值模拟结果表明:虚感应矢量对异常体的识别与区分优于传统的电阻率和倾子参数。     

大型缓倾斜滑坡孕育特征与成灾机理研究——以晴隆县某不稳定斜坡为例

缓倾滑坡在我国西南地区广泛分布,该类滑坡具有规模大、成灾机理多样的特点,其滑坡从孕育发展到最终失稳破坏是一个缓慢而渐进的过程。本文以晴隆县某大型不稳定斜坡为例,开展地面调查、高密度电法、钻探及井探等多元地质勘探,研究缓倾滑坡孕灾特征及成灾机理。该斜坡因其不利的地质结构体、地形地貌特征及大量开垦、建房的人为活动影响,坡体发生了局部变形;针对此类具有不利地质、坡体结构且变形为初期蠕变斜坡,建议采取“综合监测工程+斜坡截排水沟的综合治理措施”完善地表排水系统,同时以监测为主实现防灾减灾目的,对类似地质灾害隐患点的减灾防灾工作具有一定借鉴意义。     

利用双倾相干加强数字处理提高信噪比

本文论述了双倾相干加强的基本原理和实施步骤,并在IBM—4381计算机的TIPEX系统上开发了其处理程序。文中给出了理论模型和实施地震资料的处理结果,说明了该方法提高信噪比的有效性以及所编程序的正确性,增加了IBM—4381计算机应用软件的处理能力,为煤田地震资料处理开辟了一种新的方法。     

减饱和砂土缓倾场地的液化性状分析

减饱和法是一种通过减小砂土地基的饱和度,从而提高地基抗液化强度的新方法。基于减饱和砂土中流体模量同步更新的改进算法对减饱和砂土离心机振动台试验进行了数值分析,并与单一流体模量的简化算法进行了对比分析。结果表明：由于改进算法中考虑了因孔压变化引起的等效流体模量的变化,其计算结果更接近试验结果,而简化算法低估了减饱和砂土的孔压积累。基于改进算法开展了不同饱和度、倾斜角度的缓倾场地上液化变形的数值模拟研究,分析发现超孔隙水压力增长的速度及其峰值随着饱和度的增加而增大,饱和度从100%降低至96.4%,同一深度处的超孔压峰值降低约20%～65%,加速度响应的峰值也有明显的降低;沿地基深度0.75 m到9.00 m,侧向位移减少约20%～50%,表明饱和度的降低对抑制倾斜场地上可液化砂土层的侧向变形有显著效果,随着地基深度的减小,饱和度对于侧向位移的影响越来越明显。