陡倾外软硬互层斜坡动力失稳机理研究

陡倾外软硬互层斜坡在静力条件下的稳定性一般较好,但是在"5.12"汶川地震中该种形式的斜坡却发生了大量的失稳现象。以四川安县干磨坊陡倾外软硬互层斜坡在地震作用下失稳案例为基础,利用二维离散元数值模拟方法开展研究。研究表明:动力响应加速度放大系数PGA在坡体下部岩体弯曲处和坡顶增大最为明显,而在同一高程范围内随坡表水平距离的增加,PGA则呈现出先增大后减小的趋势;且该类斜坡的破坏过程可以分为三个阶段:①强大的地震力使坡体内软弱层面逐渐的张开,坡体下部岩土体向临空面轻微隆起。②斜坡下部锁固段岩层发生弯曲折断,上部局部贯通层面同下部岩层折断面构成斜坡潜在的滑动面。③坡坡下部岩层完全折断,潜在滑移面完全贯通,发生溃滑。     

摩岗岭滑坡成因机理

摩岗岭滑坡位于泸定县境内的大渡河右岸一级支流磨西河口,为18世纪四川西部强震诱发的巨型地震高位滑坡.研究揭示,该滑坡发育于高烈度区的康定杂岩中,河谷走向与区域最大主应力方向垂直,河谷下切过程中斜坡经历了强烈的浅表生卸荷回弹,形成高陡斜坡后,谷坡在河谷应力场(重力场)的长期作用下坡体浅表层沿与缓倾坡外的结构面、走向北北西的陡倾结构面(与坡面走向一致)分别发生滑移和拉裂,当河谷切穿得妥断裂后,断裂带塑性变形,牵动上部坡体表层发生压缩-剪胀错动变形;周期性强震的反复作用,滑移和拉裂成脉动式和累进性式发展,最终使上述两组结构面接近贯通状态,上下游北东和北向侧裂面的切割,为坡体大规模失稳奠定了基本条件.1786年强烈的地震、高位地形放大效应、背坡效应等因素叠加最终触发摩岗岭滑坡的发生.     

白龙江干流典型滑移-倾倒型滑坡的特征及形成机制

探讨中陡倾角顺层岩质斜坡发生倾倒变形的特征、发育条件及形成机制。白龙江干流受区域构造环境条件的影响,纵向河谷发育,河谷两岸志留系白龙江群的砂质板岩、千枚岩等较发育,尤其在甘肃的舟曲、武都一带以软质、薄层状的绢英、碳质千枚岩为主。这些干流段岸坡稳定性较差,尤其是顺层岸坡段滑坡较发育,且多以滑移-弯曲(溃曲)、滑移-拉裂模式为特征。通过对白龙江干流水泊峡水电站的Ⅶ#滑坡、碧口水电站库区的青崖岭滑坡与孟家干沟滑坡的现场调查、分析,揭示了在陡顺倾层状岩质斜坡中还发育一种特殊的倾倒变形破坏模式,即滑移-倾倒模式。该类变形多发育在临空条件好、坡度40°以上由软硬相间或软硬互层状、岩层倾角一般在65°以上的高陡层状岩质斜坡中,是在斜坡应力场或遭受水、地震等作用下,坡脚首先发生初始倾倒变形,同时上部岩体发生滑移-倾倒,最终岩层发生连续弯曲变形、根部折断,折断面贯通而形成滑坡。     

某缓倾角膨胀土滑坡的成因机制及稳定性的分析

以成都凤凰山滑坡为地质原型,通过成因机制及数值模拟分析,再现了一个近水平层状的膨胀土斜坡的变形破坏过程.研究结果表明:膨胀土斜坡的失稳破坏主要受坡体内部发育的裂隙以及降雨入渗的影响,裂隙的发育使降雨入渗向坡体深部发展,并使土体的强度随降雨过程不断降低,而滑坡后缘裂隙的充水对坡体产生了较大的静水压力.在这两种因素的影响下,斜坡发生了类似于平推式滑坡的失稳破坏.     

大型近水平顺层滑坡成因机理与演化过程研究

以某水电站典型的大型近水平顺层坝后滑坡为例,通过现场勘查、室内试验及相关论证,研究了该滑坡的工程地质环境、滑坡特征等,分析了滑坡的成因与演化机制.研究结果表明:在河流强烈下切、后缘不断加载、地下水影响下,近水平软硬互层的顺层斜坡发生层间错动,致使斜坡后缘的拉裂缝形成贯通的软弱带,随软弱层软化,斜坡沿层状岩体软弱层面滑动;在极端条件下,产生软硬相间互层状近水平顺向坡体结构,该坡体结构决定了该区斜坡的演化特征以及滑坡的类型和规模;后期在内外综合因素影响下,滑坡演化具有明显时间和空间差异性的多次滑动.近水平顺层滑坡是滑坡中的常见类型,在力学作用与化学作用的共同影响下,该滑坡具有十分特殊的形成机理和演化过程,并且具有大面积、大规模的群发性特点.     

非完整型沉陷式滑坡成因分析

滑坡一般是指由于自然因素而引起坡体变形或滑动的自然斜坡,在云南山区是一种常见的地质灾害。滑坡按受力状态分为牵引式和推移式,都具有明显的后缘和前缘,剪出口位置都有较大的错位和裂缝。通过一处于(原始地貌为上陡—中缓—下陡)斜坡洼地地带,剪出口无明显错位和裂缝的滑坡发育、发展、发生过程的工程实例,分析了产生此类非完整型沉陷式滑坡的主要原因为地质条件、生态环境、工程建设、人类活动和植被位置等因素。     

茂县滑坡的滑动机制与震后滑坡形成的地质条件

2017年6月24日在四川茂县新磨村发生高位巨型滑坡,是汶川地震后所发生的规模最大的一次岩质滑坡,滑坡体积巨大,破坏性强,造成了巨大的损失。基于现场调查资料和搜集的相关资料,描述了茂县滑坡的几何形态特征和沉积物特征,初步探讨了该区降雨条件、历史地震、活动断裂等特征及其对滑坡发生的影响,提出了茂县滑坡的滑动机制和动力学机制。主要成果包括:(1)茂县滑坡所在的富贵山处于松坪沟断裂和岷江断裂交汇和夹持的区域,显示为挤压型高陡(微)地貌,并具有"X"形平面断裂组合样式和"背冲式"剖面组合样式。(2)该区经历了多次强烈历史地震的影响,反复强烈的震动及叠加、累积变形破坏了岩体结构、坡面结构,降低了岩石的内聚力、摩擦强度和斜坡岩体的稳定性,并导致该区滑坡降雨阈值的降低,表明活动断裂及其历史地震是驱动茂县滑坡形成的主要控制因素,而降雨仅为诱发因素。(3)茂县滑坡的滑动模式为顺层拉裂-顺坡滑脱型模式,滑动过程可分为山体裂解阶段、高速溃滑阶段、碎屑流堆积阶段。在此基础上,提出了茂县滑坡的成因机制,主要表现在:高陡的单面山斜坡(顺层、顺坡)的临空条件是滑坡产生的势能条件;贯通性好的变质砂岩与板岩之间的滑动面(层面)是滑坡形成顺层拉裂-顺坡滑脱的滑动条件;富贵山两侧活动断裂对该山体的挤压抬升以及多次高强度历史地震的震动、变形的积累及其对岩体结构的长期破坏,是导致滑坡产生的地质条件。     

云南塞京水库大坝右岸斜坡岩土体结构与开挖变形、破坏机理的关系

塞京水库在修建过程中,大坝右岸斜坡发生较大变形,对大坝安全构成危害。在野外地质调查、勘察资料、监测资料分析评价的基础上,针对大坝右岸斜坡的岩土体结构及变形破坏机理进行了研究。研究结果表明：大坝右岸斜坡位于板内向斜南翼复向斜构造内部的那忠向斜、那忠背斜处,背向斜产状变化控制着大坝右岸斜坡的演化;大坝右岸斜坡岩体内部存在大量层间剪切带,后期卸荷风化作用下局部泥化,形成后期变形破坏的滑动面,岩体结构整体表现为全-强风化基岩与泥化夹层共同构成层状碎裂结构岩体;大坝右岸斜坡变形破坏是由于坝基开挖导致阻滑段消失,右岸斜坡在顺层结构单元产生切层滑动,切层部位为岩层产状缓-陡的改变部位,具有推移式斜坡动力学特征;HP1滑坡为表层残坡积物失稳形成的局部堆积型滑坡;大坝右岸斜坡变形依据监测资料可以划分为3个区：微变形区,裂缝LF1南部区域;主变形区,位于裂缝LF1与裂缝LF2、LF3之间的区域,宏观变形特征明显;浅层局部变形区,位于永久公路以下,表层残坡积局部变形甚至破坏,形成局部表层滑坡。     

川东某红层缓倾角顺层滑坡特征及成因机制分析

以川东某红层缓倾角顺层滑坡为例,通过实地工程地质调查,对滑坡的形态特征、结构特征和变形机制进行分析。坡体后缘拉裂缝在降雨作用下逐渐发展,扩展到潜在滑动面形成滑动面,后缘拉裂缝充水,其静水压力和沿软弱夹层的扬压力导致滑体沿主滑方向平推。研究成果为平推式滑坡成因机制及防治设计提供一定参考。     

四川省南充市嘉陵区龙头山滑坡发育特征与形成演化

在龙头山滑坡基本发育特征详细调查的基础上,对滑坡的形成条件和演化过程进行了深入分析。滑坡的形成条件包括：（1）浅湖相和半深湖相的沉积建造是龙头山滑坡形成的物质条件;（2）斜坡多面临空的地形提供了良好的空间条件;（3）斜坡存在一组具有一定规模的NNW走向的陡倾导水横张节理系统是龙头山滑坡形成的结构条件,通过分析区域构造形迹和地表构造变形破裂认为,该组张节理是在NNW-SSE向历史构造挤压作用下形成的;（4）NNW走向的陡倾导水横张节理与暗红色泥岩顶面组成了斜坡内部的垂直和水平地下水渗透网络。滑坡的形成经历了成坡阶段、时效变形阶段和平推式滑移阶段。     

黄土斜坡变形失稳破坏特征的振动台模型试验

基于低含水率黄土纯土层、低坡角斜坡、1∶25相似比的振动台模型试验,研究了黄土斜坡在地震作用下的变形发生和失稳破坏过程及其加速度和应力响应特征,对典型黄土斜坡强震失稳机制进行了探讨.试验表明:黄土斜坡对输入地震波存在着明显的临空面放大效应以及垂直放大效应;在烈度为VII度的地震荷载作用下,斜坡模型在其坡顶前缘处发生了最初的张性裂缝,随着地震强度的增加,斜坡顶部的张性裂缝逐渐由前缘向后缘推进,最终形成一系列的永久性张性破坏;在烈度为IX度的地震作用下,模型顶部出现了明显的震陷,呈现出典型的震陷型滑坡的特点.     

2008年汶川地震前的中国大陆地震单体滑坡与边坡地震响应

 承接"2008 年汶川地震前的中国大陆地震滑坡研究"一文,对2008 年汶川地震前的典型单体地震滑坡或边坡地震动响应开展综述.包括:1)工程地质分析,包括真实地震滑坡分析和地震动条件下边坡分析;2)传统力学计算分析方法,包括New-mark 方法与极限平衡方法等;3)有限元分析,包括Geostudio 平台与FLAC 平台等;4)离散元分析,主要包括UDEC 等离散元程序在地震滑坡领域的应用;5)物理模型试验.     

基于斜坡单元的区域滑坡敏感性评价 ——以云南省小江流域为例

小江流域地形陡峻,地质条件复杂,地震及新构造活动强烈,气候水文条件复杂,致使滑坡等山地灾害十分发育。流域内滑坡不仅数量多,而且活动频繁,严重威胁着人民的生命财产安全与社会经济发展。本文以地表曲率分水岭法划分的斜坡单元作为基本评价单元,基于频率比法计算坡度、坡向、曲率、相对高差、岩性、断裂带密度、河网密度和地震峰值加速度8个影响因子对小江流域滑坡发育的贡献度大小,并通过ArcGIS软件叠加分析得到滑坡敏感性分区图。通过结果验证,高、极高敏感性区共发育滑坡132个,数量占比为79.04%,具有较高的准确性。相关研究成果可为小江流域的防灾减灾应急管理工作提供理论依据,对该区域的发展规划和可持续发展具有重要的现实意义。     

吕梁地区不同地层结构黄土边坡坡脚开挖效应

黄土高原地区崩滑流地质灾害较为严重,与人类工程活动如灌溉和开挖等相关,尤其是坡脚开挖最容易导致坡体失稳形成滑坡崩塌地质灾害。在吕梁地区崩滑灾害野外调查的基础上,将该地区黄土边坡按地层结构概化为四种类型即单一黄土型(Q_3)、黄土-古土壤型(Q_2-S)、黄土-古土壤互层型(Q_3-S-Q_2)和黄土-古土壤-红黏土型(Q_3-S-Q_2-N_2),基于FLAC~(3D)有限差分软件,模拟分析了不同地层结构类型黄土边坡坡脚开挖效应。分析结果表明:四种不同地层结构类型黄土边坡在开挖进尺L≤20 m时,开挖角度对边坡稳定系数的影响不大;开挖进尺L≥30 m时,边坡稳定系数随开挖角度的增大显著降低,且在开挖进尺大、开挖角度较陡时边坡浅层产生贯通的最大剪应变增量带形成浅层滑坡,其中具有多层古土壤结构(Ⅲ型)的黄土边坡稳定性最好;开挖角度较缓时边坡位移以竖向回弹为主,开挖角度较陡时边坡水平与竖向位移均较大;坡型坡高相同的条件下,坡脚开挖导致不同地层结构类型的边坡变形破坏的破坏面形态基本一致,滑体厚度存在一定差异但区别不大。研究结果对黄土地区边坡科学合理开挖和灾害防治具有一定的指导意义。     

岩质高陡边坡动力响应及失稳机制大型振动台模型试验研究

针对岩质高陡边坡动力响应和失稳机制问题,设计并完成了含不连续节理的岩质高陡边坡大型振动台模型试验.对主要岩性特征,采用水泥、沙、铁粉、黏土与混合剂配制岩体材料.对岩质边坡的不连续节理,在边坡内部按照一定的规律设置表面摩擦系数极低的特氟龙布.试验表明,含顺向不连续面的高陡岩质边坡地震作用下的破坏形态主要有三个阶段:裂缝开展,坡面剥落,崩塌滑动;主要滑动面沿特氟龙开展,发生在2/3坡高的位置;加速度响应沿坡面向上有明显放大,水平向加速度占主导;当地震烈度加大时,离坡尖越近,加速度放大效应越强.     

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。     

玉树地震滑坡影响因子敏感性分析

 2010年玉树地震触发了2036处滑坡,总面积为1.194km²。采用滑坡面积百分比(LAP)与滑坡点密度(LND)两个指标对地震滑坡影响因子进行敏感性分析,这些因子包括地震因子(震中、宏观震中、地表破裂、地震动峰值加速度、同震位移),地形因子(高程、坡度、坡向、曲率、坡位、水系),地质因子(岩性、断裂),其他因子(公路、归一化植被指数)。结果表明,(1) 距地表破裂越近,滑坡越易发生;除个别分级异常外,距宏观震中越近、同震位移越大,滑坡越易发生;滑坡易发程度与震中、PGA的关系不显著。(2) 坡度越大,滑坡易发程度越高;滑坡的易发高程区间为<4km;易发坡向为北东、东、南东;除平坡外,坡位越低,滑坡越容易发生;距离水系越近,滑坡越易发生;曲率与滑坡对应关系表现出坡面凸凹不平的容易发生滑坡,坡面光滑的不容易发生滑坡。(3) 易发地层是Q₄^al-pl (湖沼淤泥和泥炭沉积)、N(石英细砂岩,底部为角砾岩)、T₃kn¹(灰色长石砂岩、长石石英砂岩夹粉砂岩、板岩、灰岩);滑坡发生与断裂的关系不明显。(4) 越靠近公路,滑坡越容易发生;植被覆盖越少,滑坡越易发生。     

相关向量机在地震滑坡敏感性分析中的应用

 地震滑坡敏感性分析是地震次生灾害研究的重点内容之一。数据量大且致灾因素复杂是研究地震滑坡问题的难点。在对已有敏感性分析模型研究的基础上,以芦山地震为例,选取地面高程、坡度、坡向、地层、斜坡形态、斜坡结构、距断层平均距离、距水系平均距离、地震峰值加速度9个地震滑坡评价因子,建立基于遗传算法的相关向量机（GA-RVM）敏感性分析模型,生成地震滑坡敏感性区划图,统计结果显示滑坡正确率为99.74%,滑坡密度在极高敏感区达到27.4057个/km²。结果表明,相对于基于遗传算法的支持向量机,GA-RVM获得了更高的预测精度,可为进一步完成地震灾害预防提供依据。