基于颗粒流的土质边坡失稳机理

为研究降雨工况下诱发土质边坡失稳过程及破坏机理,以泸州市古蔺县竹林沟滑坡为依托,通过PFC2D双轴压缩试验对滑坡体饱和状态下的强度参数进行标定,确定滑坡细观参数与宏观参数的内在联系,并引入接触黏结模型,对其破坏过程特征进行模拟研究,并对滑坡关键位置处的速度、孔隙率以及位移进行实时监测.计算结果表明:滑坡破坏的过程为:初期整体蠕滑变形,随着变形的发展,滑坡体向坡前临空方向发生剪切蠕变,后缘产生由坡面向深部发展的张拉裂缝,随着潜在滑面贯通,滑坡失稳破坏;通过监测不同位置的速度发现,0～10 s为加速阶段,坡体最大速度达到约14 m/s,最大颗粒速度达到约20 m/s,15～25 s坡体速度开始下降,滑坡最大位移约600 m,整体位移约450 m,并于25 s左右坡体停止滑动.通过对竹林沟滑坡的数值模拟,采用离散元颗粒流的方法去研究滑坡的运动过程有较好的应用性,也能为同类型滑坡的防灾减灾提供较好的参考意义.     

尖山营古滑坡复活变形特征及成因分析

为了分析浅埋煤层采动对古滑坡复活的影响,通过调查地表变形迹象,对实时监测数据分析,以及采用数值模拟的方法研究了古滑坡复活变形特征及复活成因.结果表明:古滑坡在煤层开采后,坡体前缘发生局部溜滑,后缘形成了拉张裂缝,且在侧翼形成剪切裂缝,但目前尚未形成贯通的滑带;古滑坡变形阶段分为初始变形阶段—加速变形阶段—减速变形阶段,目前坡体处于减速变形阶段;古滑坡坡体整体在采空区影响范围内,采空区的顶板塌陷和变形使得坡体前缘受到较大的水平推力并产生水平位移,极大降低了古滑坡坡体的稳定性.可见,尖山营古滑坡目前处于减速蠕变阶段,破坏范围较小;古滑坡复活主要受到地形地貌、地层岩性、降雨、煤层开采共同作用影响,但煤层开采是促进古滑坡复活的主控因素.     

三峡库区白家包滑坡变形机制分析

为研究三峡库区涉水滑坡的动态变形机理,以白家包滑坡为研究对象,依据地质勘查,降雨及库水位资料,运用专业监测数据与数值模拟相结合的分析方法,研究了滑坡的成因及变形机制.结果表明:滑坡变形呈阶跃式增长,4~9月份为主要变形期;各监测点自2006年起每隔3年累积位移有较大提升的"规律",分析认为是滑坡体应力场调整显示变形增大;库水位快速下降与滑坡地表位移增加有较好的相关性;且库水位波动与滑坡稳定性呈正相关变化.坡体的变形原因经分析为坡体外荷载卸荷及坡内指向坡外的动水压力;滑坡目前处于蠕滑变形阶段;若库水位快速下降与汛期强降雨共同作用,滑坡变形将进一步增大.     

宝兰客运专线洪亮营隧道滑坡成因机制探讨

根据现场调查和资料分析,认为洪亮营隧道滑坡属铁路隧道施工引发的工程滑坡,滑坡总方量约1.82×10~5 m~3,滑坡类型为黄土错落性滑坡,结合其形态和微地貌特征,可将滑坡从平面上划分为滑壁变形区、牵引滑体、主滑体、右侧次滑体和左侧次滑体5个区域.洪亮营隧道斜坡属自然形成的黄土斜坡,研究认为人类工程对斜坡的开挖扰动和路基施工中强夯形成的循环荷载是滑坡的主要引发因素.对滑坡的形成机理和过程可概括为4个阶段:开挖应力调整阶段、蠕滑剪切和拉裂阶段、锁固剪断和错落阶段、侧向分离扩展阶段,滑坡形成了垂直运动距离大于水平运动距离的错落性滑动,破坏了隧洞并封闭了洞口.采用有限元法对滑坡的变形进行了模拟,结果很好地反映了滑坡体内的变形场、应力场及破坏区分布,这样有助于更加客观、全面地对滑坡稳定性进行评判.     

某滑坡稳定性的FLAC-3D数值模拟研究

在水电站建设过程中,坝址区周边边坡的稳定性状况一直是各部门非常关心的重要问题之一。在对黄河上游某水电站库区滑坡进行现场调查的基础上,利用FLAC-3D软件对其在不同蓄水条件下的稳定性进行了数值模拟研究。研究结果表明:在上围堰水位2 800 m时,滑坡前缘局部可能发生垮塌;在蓄水位达到初期蓄水位高程2 925 m时,滑坡体变形明显增加,滑坡稳定性有所恶化;当达到正常蓄水位高程2 990 m时,滑坡变形进一步加剧,但滑坡整体处于基本稳定状态。     

白泥沟大桥滑坡变形机理与稳定性分析

降雨和地震作用是诱发滑坡失稳破坏的主要因素,其不仅会对滑坡体本身稳定性造成极大的影响,同时也会造成滑坡体上部的重点线性工程变形甚至破坏,因此,有必要分析在不同影响因子作用下的滑坡失稳规律.本文以巧家县白鹤滩镇白泥沟大桥滑坡为例,首先,分析了其变形特征及其对上部桥墩的影响规律;然后,利用GeoStudio软件对其在不同工况下的稳定性和位移进行数值模拟,并将模拟结果与实际监测数据进行了对比分析.结果表明：桥墩各监测点桩顶位移累计增加,且各条曲线主要呈现“阶跃式震荡增加”特征,并在第330 d发生了一次较大的突变,这说明滑坡变形主要发生在滑坡体的中部;影响白泥沟大桥滑坡稳定性的最主要工况为地震工况,其次为连续降雨工况.     

地震对金沙江金坪子滑坡的稳定性影响分析

金沙江乌东德水电站金坪子滑坡的稳定性对于该水电站的安全运行具有重要意义.为探究地震作用对金坪子滑坡体稳定性的影响,以金坪子滑坡Ⅱ区为例,在滑坡地质模型研究的基础上,运用极限平衡法及动力时程分析法,通过研究滑坡稳定性系数以及滑坡位移、速度、加速度曲线变化,综合研究了滑坡体在天然与加速度峰值为0.1g地震两种状态下的稳定性.分析表明:地震作用下坡体安全系数小于0.8,证明坡体在遭遇地震时可能发生失稳;坡体对地震作用的响应存在一个高程放大效应,坡体变形强度随高程增加而增大;经计算,地震变形峰值发生在6 s时刻,滑坡体最终永久变形位移达26 cm;地震作用下坡体变形的振幅呈循环往复变化,导致坡体内惯性力呈往返运动,降低了岩土体之间摩擦力导致产生的弧形破坏,同时在运动过程中为地下水渗入提供了路径,降低了坡体的稳定性.本文分析成果对研究同类坡体变形具有一定借鉴意义.     

基于geo-slope对梨园电站库区草可都滑坡体稳定性研究

梨园电站蓄水之前,库区范围内的草可都滑坡体后缘已经开始出现裂缝.滑坡前缘地形较陡,坡角在70.左右,坡体局部已经发生了变形和垮塌.为研究梨园电站蓄水后在库水位变动条件下草可都滑坡体的稳定性,运用geo-seep/slope有限元软件模拟了滑坡内部的渗流情况,得出在不同库水位情况下该滑坡体的稳定性系数.结果显示,在库水位上升过程中,其稳定性有上升的趋势,在下降过程中有下降的趋势,最容易出现破坏的区域位于滑坡体前缘.     

大型堆积体滑坡持续降雨条件下破坏机制研究

堆积体滑坡是一种典型的、多发的滑坡类型,大多数土质滑坡均属此类,其中80%以上的土质滑坡都是由持续性降雨或者暴雨引发。介于上述原因,采用Geo-studio软件中的SEEP/W模块和SIGMA/W模块,以贵州省沿河县院子岩滑坡为例,对持续降雨条件下,滑坡体内二维渗流场及应力场进行数值模拟耦合分析,分析在持续降雨条件下大型堆积体滑坡变形破坏机制。模拟结果显示,持续降雨条件下雨水渗入滑坡中后沿岩土接触面流动,对滑带土进行浸润、软化、冲刷;滑坡体内的孔隙水压力以及动水压力不断增大,在坡脚处有效应力减小,在此过程中坡体应力不断调整,局部出现应力集中和位移增大,进而造成坡体失稳破坏。     

四川汉源县二道坪滑坡成因及稳定性分析

在人类工程活动影响下,持续的强降雨极大的加速了滑坡、崩塌等地质灾害的发生,二道坪在受到人类工程活动同时,受到强降雨影响,导致二道坪坡体处于欠稳定状态。为了对二道坪滑坡的成因及稳定性分析,在对现场进行详细勘察后,结合无人机、工程地质学以及土力学等手段,对其进行研究。结果表明:二道坪主滑方向为100°,纵向长约174 m,横向宽约92 m,滑坡体面积约1.50万m~2,滑体平均厚度约4.5 m,体积约6.75万m~3,属小型滑坡;滑坡体为浅地表为第四系松散体及含角砾粉质黏土层,滑带为易溶于水的含角砾粉质黏土层,为滑坡的启动提供了有利条件;根据定量分析结果,在持续强降雨条件下(饱和状态),稳定系数为1.05,在地震和暴雨共同作用下稳定性系数为0.85,滑坡启动。     

成都五家坟滑坡变形破坏特征和复活机制分析

龙泉山东翼五家坟“8.8”滑坡是长历时、强降雨诱发的中型滑坡,规模达5.0×10_⁵m_³。滑坡直接威胁到下方丹景镇张家沟村安置小区45户195人,并造成在建丹景乡一期安置小区停工。该滑坡为缓倾角-中厚层-岩质-顺层滑坡,边界清晰。根据滑坡变形破坏方式、运动速度、破坏强度及滑坡结构差异,将滑坡从上至下划分为三个区域：后缘拉裂沉陷变形区、中部拉裂破坏变形区、前缘滑动解体及滑覆变形区。滑坡的形成和发展主要受龙泉山背斜地层构造、地形地貌、人类活动和降雨激发等条件控制,各因素共同导致老滑坡复活。前期降雨是本次滑坡复活的主要诱发原因,滑坡剧烈滑动时间与最大日降雨发生时间滞后约2天,滑坡的发生与最大降雨在时序上具有明显滞后性。滑坡的形成演化模式为老滑坡后缘拉陷槽内充水后形成静水压力,并在底面扬压力、滑坡自重及滑带土泥岩泥化软弱夹层膨胀力共同作用下,作用于滑面(带)的有效应力降低,剪应力超过其抗剪强度,整个滑坡体复活发生失稳滑动,产生平推式滑移-弯曲破坏模式。此类滑坡在四川红层地区具有代表性,通过对该类滑坡的变形破坏特征和形成机制的研究可以为预防和治理此类滑坡灾害提供科学支撑。同时对具备相似地貌和地质环境条件的斜坡应引起相当重视,注意加强古(老)滑坡的判识。     

埋入式双排桩在土质滑坡治理工程中的应用

埋入式双排桩由于具有整体刚度大、抗侧移刚度大及抗滑能力强且受力合理等优点,因而被广泛应用在深基坑支护与大型滑坡治理工程中.以某土质滑坡为例,利用MIDAS/GTS分别对未治理的土质滑坡和采用埋入式双排桩支护后的土质滑坡进行数值模拟分析,从坡体稳定安全系数、坡体位移变形及剪应变三个方面进行了对比分析.研究表明:采用埋入式双排桩对该滑坡进行治理后,坡体的稳定安全系数由1.087 5提高到1.487 5,边坡达到稳定状态.同时坡体的大位移变形区域和最大位移量也有大幅度减小、剪应变带明显消失且剪应变大小得到有效控制,边坡治理效果明显.     

永善县城古滑坡复活变形特征及稳定性分析

永善县城所处单斜斜坡整个为一古滑坡堆积体,位于金沙江南部。自1979年开始至今,古滑坡东部H1、H2滑坡分别发生复活变形,严重威胁复活滑坡上部永善县城3.5万余人生命财产安全。本次研究采用地面调查、地表与地下位移监测以及数值模拟等方法,分析了永善县城东部滑坡的复活变形特征与不同工况下复活滑坡稳定性的变化特征。结果表明：永善县城古滑坡深层特大型滑坡,现阶段复活的H1滑坡变形迹象明显,其中以北东侧变形最为剧烈,平均水平位移速率达0.63mm/d,H1整体处于加速变形阶段;H2滑坡处于蠕动变形阶段,后缘局部发育小型拉张裂缝。复活滑坡存在三个滑动面：H1滑坡第一剪出口、H1滑坡第二剪出口、H2滑坡,通过极限平衡法中的M-P法与Spencer法对不同工况下滑坡的稳定性进行分析与评价,得出数值模拟的稳定性特征与监测变形特征基本一致,暴雨对滑坡复活变形的影响最大、地震次之,因此后期治理需要充分考虑分区域治理与截排水的问题。     

水平软弱夹层黄土滑坡形成机制及启动角度

人工坡脚开挖引发不少滑坡地质灾害,当含有水平软弱夹层时将会进一步加快坡体失稳.为了研究具有此类地层结构黄土边坡在坡脚开挖后变形破坏形成机制和失稳破坏启动角度,以山西省吕梁市临县"5·3"大型黄土滑坡为研究对象,采用现场调查、理论分析和数值模拟等手段展开研究.研究结果表明,实际滑坡主要由坡脚工程开挖导致关键阻滑块体缺失所...     

开挖及降雨作用下土质边坡变形 破坏机理

本文基于现场变形调查和数值模拟分析,研究了华安县大坑村滑坡在人工开挖以及降雨条件下的变形特征,计算了不同开挖时步以及不同工况下的边坡稳定性系数,并探讨了该滑坡的变形破坏机理.结果表明:开挖过程中,边坡前缘抗滑阻力减小,前缘部位最先产生变形,牵引中后缘坡体表面产生张拉裂缝,降雨期间雨水沿裂缝渗入坡体,岩土体容重增加,岩土体抗剪强度降低,最终诱发深层滑移破坏.分析表明,人工开挖及降雨入渗是大坑村土质边坡产生深层滑移破坏的主要影响因素.深层滑移破坏后,边坡岩土体结构松散,在暴雨作用下,再次诱发滑坡前缘浅表层松散体产生圆弧面滑移破坏.     

岷江河谷深层倾倒形成演化特征及堵江灾害链效应

针对仅距茂县新磨村倾倒10km的梯子槽高位特大型倾倒,采用地质测绘、钻探、物探、井探、监测、室内试验、数值模拟等多手段,探明了倾倒基本特征、分析了倾倒的成因机制,研究了灾害链效应。结果表明：①梯子槽倾倒规模达1388.2×10⁴m³,倾倒结构复杂,其中倾倒上部为粉质粘土夹碎块石、下部为碎裂岩块,滑带为粉质粘土夹角砾,平均厚度4.5m,最大可达10m,擦痕清晰可见;②倾倒变形剧烈,坡体上裂缝随处可见,后缘贯通裂缝长约750m,下错高度5~10m;③倾倒经历了五个变形阶段,主要是反倾层状岩体倾倒折断,折断带风化成“土”,在后期降雨及地震作用下发生失稳破坏;④倾倒一旦失稳将堵塞岷江造成灾害链,据溃坝洪水灾害链演进预测分析：洪水将会淹没金龙潭水电站、两河口、飞虹乡以及沟口镇,淹没及影响G213国道20.2 km,总危害资产4.5亿,但对茂县县城影响较小。     

前缘塌岸对三峡库区淹锅沙坝滑坡变形影响分析

三峡水库长期运行后,库水作用使土质岸坡变形破坏加剧,甚至导致滑坡复活。受库水位变动影响和波浪作用,秭归淹锅沙坝滑坡前缘不断发生塌岸,且滑坡变形对前缘塌岸响应较为明显。因此以该滑坡为例,基于地表宏观变形、全球定位系统(global positioning system, GPS)位移数据,深部位移监测等数据,分析淹锅沙坝滑坡的变形机制。为进一步探索前缘塌岸对滑坡变形的影响机理。采用GeoStudio软件,基于生死单元技术实现不同坡面形态的淹锅沙坝滑坡的数值模拟,分析原始形态、当前坡形、塌岸发展后等不同坡面形态滑坡渗流场,应力场,位移场的变化规律。结果表明：淹锅沙坝滑坡左侧整体变形较大;受库水作用影响,滑坡前缘发生塌岸,塌岸侧中前部的GPS监测点位移量随之增大,因而塌岸对滑坡整体稳定性有一定影响。数值模拟结果表明：淹锅沙坝滑坡是动水压力型滑坡;不同坡形渗流场结果变化较小;滑坡前缘的水平向应力分布会随坡形变化而变化,进而影响滑坡的位移变形和整体稳定性;当前坡形发生塌岸后,前缘的水平方向应力值增大,位移量随之增大,滑坡整体稳定性下降;数值模拟结果与实际变形情况一致。GeoStudio软件可以较...     

利用FLAC^3D预测某滑坡体地震荷载作用下的稳定性

以澜沧江边某滑坡工程实例为背景,选用拟静力法对地震荷载进行模拟。利用AN—SYS软件建立数值模型,并导入FLAC^3D软件进行计算,预测滑坡稳定性。对比结果表明：天然工况条件下,滑坡体塑性区零星分布,剪应力集中带仅位于滑坡体表面,位移场分布合理;加载地震荷载后,滑坡体塑性区上下贯通,滑动面明显,剪应力集中带深入滑坡体内部,形成完整的潜在滑动面,而且位移大幅度增加;两种工况条件下滑坡体的破坏形式均以水平滑动为主,地震工况条件下的滑坡体会出现大面积失稳。该研究为抗震方案设计提供了有益参考。     

吉牛水电站顺层岩质边坡变形体成因机制及防治效果分析

顺层岩质边坡往往在坡脚进行工程开挖后诱发滑坡等地质灾害,一般采用锚索、抗滑桩等进行防治,但其治理效果如何通常难以检验。本文以吉牛水电站开挖后的顺层岩质边坡为例,结合变形体的地质条件、变形破坏特征、监测数据等资料,采用离散元数值模拟计算方法,分析不同工况条件下的滑坡变形响应过程、基本破坏规律,确定其主要诱发因素及形成机制,并结合防治方案进一步检验治理后的防治效果。研究结果表明,该滑坡为一处主要由前缘开挖诱发的滑移-拉裂式滑坡,并根据其破坏模式和地形地质条件采用深层锚索、中层锚筋束、浅层锚杆、表层喷护等深浅层结合手段进行综合加固。数值模拟结果与实际监测数据均显示变形趋势得到有效控制,工程防治效果良好,对类似的其他工程具有一定指导意义。     

持续强降雨对有限土体土压力的影响规律

以安徽繁昌某小区南侧大型滑坡为研究对象,该滑坡在持续强降雨作用下复滑,导致原有挡土墙破坏,运用野外地质调查、工程地质勘察、数值模拟及物理模型试验等方法,研究了暴雨对滑体土压力的影响规律、滑体在暴雨作用下的破坏机制,查明了滑坡的稳定性,以及不同工况下墙后土压力的分布规律。调查研究结果表明：该滑坡在天然状态下处于稳定~欠稳定状态;在暴雨状态下处于欠稳定~不稳定状态,在持续强降雨状态下处于不稳定状态,自墙顶至土岩接触面,墙后土压力分布呈先增大后减小再增大的趋势;持续强降雨作用下,土压力相较于天然状态显著增大,斜坡塑性区逐渐发展,直至形成贯通滑面,斜坡水平位移陡增,发生滑动破坏;在稳定状态下,抗剪强度参数的变化对墙后土压力及滑坡稳定性并无影响,当土体抗剪强度参数小于某一临界值时,土压力随着抗剪强度参数减小呈非线性增长。