新疆粉土类斜坡水劣化变形破坏试验及模拟研究

含水率对于粉土强度特性影响较大。尤其是对于粉土类土质边坡,天然状态下稳定性较好,但遇到暴雨或者持续性降雨等情况下,容易触发不稳定斜坡发生滑动。以乌鲁木齐某地铁沿线土质斜坡为例,现场取样后通过人工改变粉土含水率进行三轴压缩试验,综合分析围压及含水率对抗剪强度耦合影响,并将不同含水率下的强度参数运用至三维颗粒流程序(PFC)建立的边坡模型,研究边坡的变形破坏特征。结果显示:内摩擦角随着含水率的增加而不断减小,黏聚力则随着含水率的增加呈现出先增大后减小的变化特征,且下降幅度远大于上升量。抗剪强度与黏聚力具有相近的变化规律。土体强度衰减后,斜坡的变形破坏机理表现为后缘拉裂-坡体中部牵引-前缘剪出的特征。以滑带节理裂隙和滑体位移的分布为评价指标,从微观角度研究随着粉土含水率的增加,坡体变形破坏发展全过程。为该类滑坡在降雨作用下的稳定性评价及防治提供理论支撑。     

基于定量计算的滑坡稳定性评价

为了以定量的方法较准确地评价受极震影响后滑坡的稳定性,以汶川县威州镇沙沙地滑坡为研究对象,结合室内试验、反演分析及工程类比取得岩土体的物理力学参数,采用极限平衡分析法,在天然、暴雨、地震3种工况下定量分析评价滑坡的稳定性,再利用Geo-slope静力和动力有限元法对滑坡稳定性进行数值模拟分析评价,验证滑坡稳定性极限平衡分析计算的正确性。由2种方法同时得出最危险滑面的稳定性系数在天然状态下均>1.15,处于稳定状态;在暴雨状态下均为1.00～1.05,处于欠稳定状态;在地震状态下均为1.05～1.15,处于基本稳定状态。     

堆积碎石土剪切特性的三轴试验

堆积碎石土是不同于土和岩体的一种不连续非均匀介质,以其作为坡体物质的滑坡广泛分布于中国西南及西北地区。考虑连续强降雨雨后滑坡的失稳机理,分析不同含石量、含水率和周围压力状态下堆积碎石土的主应力差-应变曲线、孔压-应变曲线、破坏形态以及相应的抗剪强度指标的变化规律。研究结果表明:由于碎石的存在,堆积碎石土的主应力差-应变曲线大多呈"台阶状"分布并具有应变硬化现象;含石量和含水率是影响堆积碎石土剪切特性的关键因素,当含水率不变,随含石量增大,黏聚力减小,内摩擦角增大;当含石量不变,随含水率增大,黏聚力先增大后减小,内摩擦角减小;存在某一最佳含石量和最优含水率组合下的堆积碎石土抗剪强度最大,该组合指标特征可作为判断连续强降雨雨后堆积碎石土滑坡失稳临界状态的理论支撑依据之一。     

基于极限平衡法和Midas/GTS的张家湾滑坡稳定性

以西宁市张家湾滑坡为研究对象,在进行充分现场调查的基础上,结合极限平衡法和Midas/GTS有限元数值模拟方法,研究了滑坡的形成机理、发展过程和剪出口位置,定量评价了该滑坡在天然工况、暴雨工况和地震工况三种不同工况条件下的稳定状态,并将两种方法计算的稳定系数进行了比对.研究结果表明:基于刚体极限平衡法和Midas/GTS的计算结果是一致的.张家湾滑坡共发生四期分级滑动,形成三级阶梯状平台,并发育四处剪出口,上中下三处剪出口趋势明显.张家湾滑坡目前处于整体稳定状态.其中,第一期滑坡处于稳定状态;第二期滑坡在暴雨和地震工况下处于欠稳定状态;第三期和第四期滑体在暴雨和地震工况下处于不稳定状态,而第四期正处于滑动期.张家湾滑坡总体发展变化趋势为整体上已从滑动阶段发展为压密-稳定阶段,在降雨和地震工况下稳定性恶化,严重的甚至可能发生失稳破坏.因此有必要进行加固防护.     

南江县华山村1社滑坡基本特征及稳定性研究

华山村1社滑坡位于南江县长赤镇境内,该滑坡是由第四系残坡积堆积含碎石土覆盖层沿基覆界面发生的后退式逐步破坏滑坡,目前滑坡体处于蠕动状态。该文从滑坡体的结构特征及变形破坏特征分析滑坡的成因及变形机制,评价滑坡体的稳定性。研究表明:滑坡体在天然情况下处于稳定状态,而在暴雨、地震情况下处于不稳定状态。有必要对该滑坡进行治理,建议采取抗滑桩对滑坡进行治理。     

略阳狮子山滑坡二维有限元分析

当斜坡土体内的剪应力达到或超过其最大抗剪强度时，岩土体将发生破坏，特别当坡体内形成一个不利的、连续贯通的破坏区域时，坡体将会产生滑动破坏从而形成灾害．本从陕西略阳县狮子山斜坡的工程地质背景出发，以滑坡工程地质特征为基础，在分析斜坡变形破坏的形成机制及模式的前提下，采用二维弹塑性有限元与刚体极限平衡法分别从两个方面分析和计算了该滑坡的稳定状态，得出该滑坡存在较多的破坏区,处于不稳定到基本稳定状态,需要采取各种措施进行治理．     

贵州某缓倾顺层岩质边坡稳定性分析与评价

贵州某缓倾顺层岩质边坡具有“夹心饼干”式特殊坡体结构,在对其工程地质环境条件及边坡基本特征调查和分析的基础上,认为该边坡的变形破坏模式为滑移-拉裂型;同时对边坡稳定性进行定性分析和定量分析,得出边坡在天然工况下处于欠稳定状态,在暴雨工况下处于不稳定状态.最后提出采用抗剪锚杆、锚拉桩和预应力锚索等多种支护手段进行治理的建议.     

某砖厂附近山体滑坡成因机制分析及稳定性评价

滑坡位于四川成都龙泉驿区,因修建厂房开挖山体形成陡坡,在暴雨作用下,表层松动岩体沿下覆泥岩顶面产生整体高位滑坡,威胁下方厂房及工人生命安全。通过现场地质调查表明,滑坡边界条件及坡体地裂缝展布受早期构造结构面控制,通过地质力学分析该滑坡侧缘、底面边界分别受两组剪性结构面、一组张性结构面和层面控制。滑坡表面宏观变形迹象明显,通过野外定性判断和计算分析表明滑坡天然工况下处于欠稳定状态,暴雨、地震工况处于不稳定状态,提出清除表层松动岩体辅以地表截排水的治理建议。采用的地表变形迹象与结构面地质力学配套分析方法,对于确定类似岩石滑坡边界条件、成因机制分析和稳定性评价具有借鉴意义。     

贵州水城县尖山营滑坡破坏机制及稳定性分析

为对尖山营滑坡变形破坏机制及稳定性进行研究,结合收集的资料和现场调查情况综合分析,运用构造地质学、数值模拟、无人机等手段方法展开研究。结果表明:尖山营滑坡纵长480 m,横宽250 m,面积约1.1×10~5 m~2,滑坡体量约5.5×10~5 m~3,属中型浅层滑坡;滑坡体在多年煤层采动影响下,坡体较破碎且出现大量裂缝,持续强降雨渗入降低了滑带的抗剪强度,增加了坡体内的静水压力和动水压力,从而促进滑坡体向前缘临空面发生滑动,其变形破坏模式为蠕滑-拉裂型;利用FLAC~(3D)数值模拟分析,对滑坡的稳定性进行评价,得到其在天然和暴雨两种工况下的稳定性系数及剪应变增量云图。     

昆钢54万吨/年钢渣综合利用工程厂区西侧滑坡工程研究

滑坡位于云南省安宁市小海口村。对前缘的昆钢54万吨/年钢渣综合利用工程的施工进度造成了极大的影响,通过对滑坡影响因素及形成机制的深入分析,建立了滑坡稳定性计算模型,得出了在暴雨时处于欠稳定状态;在地震工况下,处于不稳定状态,滑坡将发生整体失稳破坏的重要结论。     

织金县垮坡组滑坡变形失稳原因分析

为研究垮坡组滑坡变形失稳原因及影响因素,结合已有的资料和地质调查资料分析,运用构造地质学、工程地质力学、无人机、物探等手段方法进行了研究。结果表明:从整个地质环境来看该斜坡体已经具备了滑坡的地质条件;连续几天的强降雨增加了滑坡体自重,极大降低了滑坡的稳定性,降雨是促使滑坡滑动的主要外在因素;在连续强降雨情况(达到饱水工况下)失稳,其变形破坏模式为压致-拉裂型。     

优先流对土壤水文及滑坡触发的影响

强降雨条件下,岩土中的优先流可通过裂缝、裂隙、生物孔隙等多种大孔隙通道向下快速传播,造成深层土壤孔隙水压力增大和潜在滑动面上抗剪强度的减小。因此,优先流与滑坡触发有密切的关联。结合双重渗透模型与无限边坡稳定分析方法,以四川省都江堰市银洞子沟滑坡风险区的人工降雨滑坡实验为例,根据土壤含水量及孔隙水压力观测数据,模拟强降雨条件下滑坡体内土壤水动力过程,并分析优先流对滑坡触发的影响。结果表明,强降雨条件下的土壤含水量及孔隙水压力快速响应与优先流相关,将双重渗透模型与无限边坡稳定分析方法相耦合,可以量化优先流对边坡稳定性的影响,为滑坡泥石流灾害预警提供更可靠的结果。     

饱和渗透系数空间变异性对边坡稳定性的影响

研究了降雨雨型、雨强和持时对边坡孔隙水压力分布的影响以及降雨入渗条件下饱和渗透系数的空间变异性对孔隙水压力、含水率、抗剪强度参数、局部安全系数等参数空间分布的影响。研究结果表明,降雨特性对边坡孔隙水压力的影响较大;受渗流主方向影响,降雨条件下饱和渗透系数的水平波动尺度对孔隙水压力及含水率的变异性影响小于竖向波动尺度,降雨致滑坡的临界滑面基本与坡面平行且深度较浅;随着饱和渗透系数水平波动尺度的增加,滑坡深度随之增大,从总体上坡体上部局部安全系数随饱和渗透系数竖向波动尺度的增加而减小。     

川东南红层地区平推式滑坡成因机制研究

四川分布有大量的红层地区,在这些地区广泛发育有一种平推式类型的滑坡,这种类型的滑坡具有岩层倾角缓,后缘拉裂缝容易充水形成静水压力,砂泥岩互层的特点。以仪陇县的大山梁滑坡为例,研究该类型滑坡在强降雨条件下的稳定性。运用geostudio软件的seep模块分析其天然状态下与在降雨情况下地下水位线变化,并通过与slope模块进行耦合计算,以此分析降雨情况下地下水位变化以及引起的稳定性变化;并对其成因机制模式进行研究。研究结果表明,强降雨情况下滑坡后缘拉裂缝内会充水形成静水压力作用;并提升滑面处的扬压力,推挤滑体向前移动;并且随着降雨量的加大也影响了滑体内渗流场,导致滑体内孔隙水压力增大,致使后缘岩体在水的作用下软化崩解,进而加大后缘裂缝的深度与宽度。而滑体硬软硬的岩性组合迫使滑体整个的变形不一,使滑带土在雨水及推力作用下逐渐软化变形致使抗剪强度降低,最终使滑体沿砂岩与泥岩的层面交界处滑出。     

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。     

非饱和土强度非线性及对被动土压力的影响

为研究非饱和土强度的非线性及其对被动土压力的影响,文中在介绍非饱和土强度非线性研究进展的基础上,结合分段抗剪强度公式拟合了一个高吸力抗剪强度参数,并将这一参数应用于非饱和土被动土压力的计算。研究结果表明:高基质吸力具有双重影响,按减小影响和增大效应间的相对关系可分为3种情况,所对应的被动土压力随着基质吸力的增大,或逐渐减小并最终趋于稳定,或略有增加,或大幅度增加,这实际反映的是高基质吸力下非饱和土强度的非线性规律。     

降雨诱发浅层滑坡影响因素的解析分析

采用笔者提出的无限长斜坡降雨入渗解析解结合非饱和土抗剪强度理论,提出了一个用于降雨诱发浅层滑坡安全系数计算的解析表达式,并对浅层滑坡的多种影响因素进行解析分析.结果表明:基质吸力减小直至消失是降雨诱发浅层滑坡的主要途径.减饱和系数、前期降雨强度、边坡坡度、土体储水能力是影响边坡浅层稳定性的重要因素,而后期降雨强度只有在降雨强度较大时才会对边坡浅层稳定性有明显影响,饱和渗透系数只有在接近降雨强度时,对边坡浅层稳定性的影响才较大.     

基于Midas GTS/NX的新疆沙漠输水明渠风积土岸坡稳定性分析

为了准确评估各类工况对新疆沙漠输水明渠风积土岸坡稳定性的影响。通过开展室内土工试验及对该渠道岸坡地质工况进行了调查,采取Midas GTS/NX软件中的强度折减法对输水明渠在未加固和加固两种工况下的竣工期、降雨期、输水期和水位骤降4个时期的二维岸坡进行稳定性计算,通过对比岸坡在未加固与加固两个工况下4个时期的整体位移量、等效塑性应变区和安全系数,对岸坡整体稳定及加固效果给出了分析及评价。结果表明：渠道未加固与加固两个工况下4个时期下风积土岸坡均处于稳定状态,安全系数均大于1.30;渠道位于输水期时,坡体前缘水压增加,有效提高渠道岸坡的安全系数,但水位骤降对风积土岸坡稳定性影响最大,降雨次之;未加固时,4个时期的岸坡等效塑性应变区呈圆弧状且已贯通;经加固后,岸坡等效塑性应变区大体沿衬砌呈直线分布,滑移带位移变形得到较好控制,极大程度降低了滑坡灾害发生的可能性。研究结果在一定程度上可以为新疆沙漠风积土输水渠道工程建设提供参考。