降雨诱发采动滑坡物理模拟试验研究

采动滑坡是岩土工程中极具挑战性的问题之一,采动滑坡为矿区地质灾害的主要类型,其危害性相较于其他类地质灾害更加严重。采煤会诱发平缓结构斜坡发生强烈的地面变形,研究结果表明天然状况下采煤结束后一定时间内地面变形将趋于稳定,采动滑坡的发生受降雨影响显著。以贵州马达岭滑坡为地质原型,马达岭斜坡为平缓倾内的层状结构斜坡,具有上硬下软和上陡下缓结构特征,是受采矿和降雨影响诱发的滑坡。采用物理模拟方法,应用模型箱和相似材料根据相似比建立滑坡模型,采用土压力监测计、孔压力监测计和三维激光扫描仪对模型进行监测,研究了模型在开采与降雨两类工况下变形及内部应力的变化情况和在开采与降雨共同作用下斜坡变形破坏过程,再现了滑坡从孕育到发生的全过程,分析强降雨诱发采动滑坡形成的机制。研究表明:采空区形成后,坡内原有的应力平衡被打破,发生应力重分布,采空区顶板应力卸荷,边界部位应力集中,顶板位置首先发生弯曲沉陷,产生大量离层裂缝,裂缝不断向四周扩展,逐渐形成大量竖向拉张裂缝,采空区的边界部位出现多条斜向裂隙;同时采动的影响不断向上传播,采空区顶板处产生裂缝多与上覆岩体中发育的裂缝贯通形成大型裂缝;降雨作用下,坡内裂缝持续发展,降雨导致采空区及上覆岩体中形成稳定水位,增大坡后的静水压力,使裂缝不断增大,推动斜坡向临空面发生变形,雨水下渗作用下,逐渐沿下部"阶梯状"裂缝、采空区、竖向拉张裂缝形成基本贯通的潜在滑动面,最终在水压作用下,剪断锁固段形成贯通的滑面,发生整体滑动。马达岭滑坡其演化过程可分为3个阶段:①采空区覆岩-斜坡变形阶段:由于开采使上覆岩层产生变形破坏,模型坡表及内部发育大量裂隙,为雨水的入渗提供有利条件;②降雨诱发斜坡整体变形演化阶段:雨水入渗模型,加剧裂缝发育,使模型向临空向发生变形,坡内裂隙已基本贯通,模型到达失稳的临界点;③滑面扩展-滑坡发生:降雨作用下,岩体不断被软化,同时,模型内裂缝充水,使裂缝不断发育直至贯通,导致滑坡发生。因此其变形破坏机制可总结为采空区覆岩-斜坡变形→降雨诱发斜坡整体变形演化→滑面扩展-滑坡发生。     

斜坡水平位移的周期分析模式与变形周期分析

斜坡的变形到失稳是一个渐变到突变的繁杂过程。由于这种过程受趋势因素、周期因素和随机因素的影响和控制,斜坡在趋势变形滑移的同时其变形及滑坡发生的频率也往往具有一定的周期性,即滑坡的位移变形规律及其发生频率的重复性或近似重复性。滑坡的周期性代表斜坡变形与破坏随时间变化的一种特殊规律,通过分析斜坡变形与破坏的这种规律,能够预测出滑坡将来发生的时间,并可提前做好防护措施,及时撤离设备或人员,避免不必要的经济损失和人员伤亡。因此,研究斜坡变形滑移的周期规律,对滑坡灾害的定量预测预报及减灾对策的制定将具有重要的理论和实际意义。     

地下采空诱发含软弱夹层顺层岩质斜坡变形破裂的相似模拟

以重庆武隆鸡尾山顺层岩质滑坡为例,依据相似原理,利用重庆大学变滑面顺层斜坡相似模拟试验装置,进行地下顺坡开采、逆坡开采、留设上下边界矿柱形成不同采空区影响下顺层岩质斜坡变形破裂响应相似模拟试验。试验结果表明:1顺层岩质斜坡在滑动面下沉量变化最大位置,坡体变形破坏剧烈,裂隙发育明显。2同样地质环境和采矿条件下,逆坡开采后形成的采空区对斜坡变形破裂影响最严重,更易诱发坡体破坏失稳,其次是顺坡开采,留设上下边界矿柱开采相对影响斜坡变形破裂较小。斜坡下逆坡开采采空区范围较小,越易造成坡脚岩体发生断裂破坏崩滑。3不同的岩层性质及距滑动面法向距离,其形变移动响应特征不同,但坡体均出现沿滑动面向临空面的滑移。4地下采空区影响下含软弱夹层缓倾斜顺层斜坡的变形机制为弯曲-断裂、挤压-滑移-拉裂。     

滑坡计算参数反演分析及研究——以引汉济渭工程梅子集镇移民安置点边坡为例

根据滑坡宏观变形特征确定滑坡稳定性状态,据此建立合理的反演分析模型,采用试验与反演相结合的方法确定斜坡体稳定性分析计算参数,进而实现滑坡稳定性分析与评价.以引汉济渭工程某移民安置点斜坡稳定性研究为例,探讨滑坡计算参数反演分析及稳定性分析与评价.     

采空区边坡变形破裂演化机制研究

针对川东华蓥山地区赵子秀山出现大范围的斜坡变形迹象,运用地质雷达方法,查明了地裂缝的延伸深度及影响范围.通过物理模拟方法,对该斜坡演化模式进行模拟分析.研究表明,地裂缝等岩体变形破坏现象的出现是中陡反倾层状体边坡的典型演化模式,即地裂缝的产生是与层状岩体倾倒变形阶段及向滑移破坏阶段过渡过程中相伴生的,滑坡的产生是一个倾倒变形阶段的中止,并且有利于其上部的斜坡岩体继续变形至下一次滑坡或崩塌破坏.可见近期的山体开采对斜坡变形演化的进程具有明显的影响,将促进变形过程的进一步发展.     

基于斜坡失稳破坏模式的软弱变质岩区岩质滑坡易发性评价

滑坡受控于地质环境条件和坡体地质结构,不同地质结构的斜坡失稳破坏的模式存在差异,本文以后龙门山千枚岩区为例,基于现场调查,梳理总结了区内岩质滑坡发生的力学模式与斜坡地质环境、坡体结构之间的关系,进而选取控制滑坡发生的关键因素,运用ARCGIS软件的加权叠加功能定量划分了不同模式滑坡的易发区域,主要取得以下认识:(1)滑移-拉裂式滑坡主要发生在坡度30°~45°的顺向飘倾坡内、滑移-溃曲式滑坡发生在坡度30°~45°的顺向伏倾坡内、倾倒变形主要发生在岩层倾角65°的反向斜坡内;(2)区内倾倒变形易发区面积为8.73km2、滑移拉裂易发区面积为4.31km~2、滑移溃曲易发区面积为3.28km~2,以倾倒变形类型的滑坡为主,已发生滑坡与易发分区结果比对证明了滑坡易发分区与实际情况基本吻合。     

三峡库区滑坡发育分布规律与防治对策研究

三峡库区(湖北段)是地质灾害极易发区,以滑坡为研究对象,探讨滑坡形成的特殊地质环境,统计分析滑坡发育分布规律,对比水库回水条件下的斜坡变形破坏特征,提出滑坡防治对策。     

采空滑坡成因机制分析

在现场地质调查的基础上,对滑坡变形破坏特征和发育过程进行了分析,结果表明:滑坡失稳破坏系地下采空诱发,进而对地下采空诱发地表斜坡失稳机制进行了探讨。地下采空导致整个上覆坡体变形沉陷并发生地表浅部滑动破坏,其变形过程可以归结为4个阶段,即煤层开采、后缘拉张、坡体剪切、滑坡发生。     

采空区上覆滑坡形成机制分析

以山西省喂马滑坡为例,采用有限元方法,研究了采空区上覆岩质滑坡的形成机制。研究结果表明:采空区的破坏是喂马滑坡形成的主要诱因,后期降雨促进了滑坡的发展;喂马滑坡的形成机制为由采空区顶板变形引发的塌落-拉裂-剪切滑移式滑坡,其致灾过程可分为4个阶段:斜坡后缘拉裂阶段、蠕滑拉裂-剪切变形阶段、滑面贯通阶段、整体破坏阶段。     

重复采动对顺层岩质斜坡变形破坏的数值模拟研究

煤层开采过程中顺层岩质斜坡易发生滑坡,且这类滑坡往往规模大,危害性大;以UDEC离散元法为基础,研究地下煤层重复开采对顺层岩质斜坡的影响。研究结果表明:采动影响的下沉量随埋深减少依次递减,岩层在受采动影响后的变形为非连续性变形,与单层开采相比,重复采动会导致斜坡在水平方向的移动变形显著增大;重复采动导致斜坡发育新的裂缝和裂缝群,更容易导致软弱结构层发生破坏,坡体稳定性进一步降低;单层采动时的"变形积累-裂缝产生-扩展-闭合"动态发育过程在重复采动时会演变成"变形积累-裂缝发育扩展-发育稳定"动态发育过程。     

基于滑坡特征统计研究黄冈市2016年汛期滑坡成因机理

在2016年黄冈市滑坡灾害实例统计分析基础上总结滑坡现象特征,揭示滑坡发生与降雨的相关性;从斜坡的降雨入渗规律分析其渗流场变化过程与特点,探讨降雨对滑坡的作用机理,分析产生大量浅层堆积体沿基覆界面滑动的原因。研究表明,汛期该区域滑坡特点是以平缓浅层小型或中型堆积层滑坡为主,且主要沿基覆界面滑动。该类斜坡的变形破坏发展过程是坡体表层土体饱和、坡面径流牵引斜坡表面、坡体中后部形成拉裂缝、坡体后缘区域局部垮塌、坡体沿基覆界面滑动,即总体表现为滑移—拉裂模式。研究成果有利于根据该市覆盖层分布状况,有针对性地确定重点的防灾区域,降低抢险救灾工作区域的盲目性,提高全市在汛期对滑坡灾害的管理水平。     

杭州华门清水湾别墅区滑坡研究

在分析杭州清水湾别墅区滑坡结构、变形特征及其形成主要控制因素的基础上,通过计算稳定系数和剩余下滑力,对斜坡稳定性作出评价并提供防治方案。     

杭州华门清水湾别墅区滑坡研究

在分析杭州清水湾别墅区滑坡结构、变形特征及其形成主要控制因素的基础上,通过计算稳定系数和剩余下滑力,对斜坡稳定性作出评价并提供防治方案.     

某土坡稳定性分析评价及处理方法浅析

山区不稳定土坡失稳是一种较为常见的地质灾害,如何避免滑坡造成重大人员伤亡及财产损失成为重要的工作。该文通过分析土坡的变形破坏特征和稳定性影响因素,研究斜坡的变形破坏模式;根据定性分析和定量计算,评价潜在不稳定斜坡体的稳定性,比较不同治理方案的优缺点,最终提出预防潜在不稳定斜坡体破坏的防治措施,为类似工程提供了一些经验依据。     

基于PFC2D的缓倾顺层滑移-溃曲型岩质滑坡破坏机制分析

川东红层地区岩层倾角通常较缓,在缓倾顺向斜坡上出现了一种较为特殊的滑移-溃屈变形破坏形式。相对于缓倾岩层的顺层滑移,其破坏、受力和变形显得较为复杂。本文在分析兴浪坡滑坡变形模式的基础上,基于PFC2D软件对其进行破坏过程及微观力学分析。结果显示:受川东宽缓褶皱影响滑坡所处地形呈上陡下缓的特点,岩层变缓和老滑坡堆积造成的应力集中是斜坡发生滑移-溃曲的原因。变形破坏模式解析其分为滑移-弯曲鼓胀、强烈弯曲-隆起和滑移-溃屈破坏3个阶段。模型破坏云图位移显示滑坡中部监测点2位置存在应力集中导致的岩体错断和剪断特征,与实际调查相符合。滑坡中部溃曲处在滑动前主要表现为压应力集中,当应力集中到一定程度,岩体沿着层面或破碎带剪切贯通,形成滑移-弯曲-溃曲变形模式。研究结果对于其他类似边坡的稳定性评价和识别具有参考意义。     

煤矿井巷上方大型老滑坡复活机理与致灾过程

我国不少矿井直接坐落在高陡斜坡或老滑坡的坡脚,工程活动使边坡失稳或使老滑坡复活诱发地质灾害现象时有发生。对大型老滑坡而言,其复活变形持续时间长、滑移方向因应力场条件变化而改变、且具有多级非连续破坏等特征,给滑坡的稳定评价与科学防治带来难题。本文以朱家店煤矿滑坡为例,通过现场勘查和监测研究,详细查明了滑坡区工程地质条件、滑坡复活的各种诱发因素、滑坡的变形破坏特征以及工程活动与滑坡复活的时空关系等;在此基础上,对滑坡在井洞修筑、坡体堆载前后及坡脚开挖不同应力环境下的稳定性和变形特征进行了FLAC3D数值模拟分析,再现了滑坡质点位移、塑性状态和应变增量的变化规律,以及滑坡下部采煤巷道的受力和位移的变化特征,所得结论与现场监测结果一致。     

甘肃省泾川县某管线滑坡危险性区划研究

滑坡预测在线状工程的防灾减灾中起着关键作用。为了实现斜坡稳定性的可视化区划与预测,在地理信息系统GIS平台和数字高程模型DEM的基础上,利用水文-力学耦合模型,以位于泾川县的某段输气管线为研究区,研究降雨条件下斜坡变形失稳的定量预测问题。并将预测结果与实际滑坡点进行对比分析,验证模型评价结果具有较高的精度。     

黄土沟谷区浅埋煤层开采斜坡变形破坏机理

为了分析浅埋煤层开采条件下黄土沟谷两侧斜坡的变形破坏机理，基于隆安煤矿深岩沟区域煤层开采地质条件，采用三维数值模拟计算以及理论分析相结合的研究方法，研究了煤层开采后上覆岩土体的应力分布规律、两侧坡体位移分布规律、变形破坏特征以及失稳破坏过程等。结果表明：沟谷两侧斜坡位移以竖直方向为主，水平方向位移均指向采空区中心。斜坡根据变形特征可分为4个变形区：采空区上方一定高度范围内的覆岩冒落塌陷区|采空区中部的松散土体弯曲沉陷区|松散土体弯曲沉陷区和地表移动边界之间的拉裂-倾倒区|地表移动边界之外的未影响区。斜坡的失稳破坏过程可以分为4个阶段：中部沉陷—两侧及后缘拉裂—剪切变形—失稳破坏。研究成果可以为黄土沟谷区域地质灾害评价、采动边坡变形破坏预测以及地表保护提供借鉴。     

贵州松桃响水洞1号滑坡变形破坏特征研究

基于贵州省松桃县盘石镇响水洞村桃树湾组突发的两起滑坡,通过现场调查,对响水洞滑坡1号发育特征进行了分析。结果表明,斜坡变形特征,呈现出后缘与前缘小,中间大,滑坡平面形状呈不规则带状;该滑坡滑带位于第四系覆土层与基岩接触带;边坡后缘表现出下挫的破坏等特征。响水洞滑坡对贵州浅变质岩区域相关滑坡的分析与识别具有重要的参考价值。     

四川省通江县牟家坝村小学滑坡地质灾害特征

通过对牟家坝村小学滑坡的勘察,分析了其边界特征、变形特征和结构特征。其滑坡主体为2个部分,其中下半部分为滑坡区,上半部分为滑坡影响区,牟家坝村小学位于上半部分影响区。在滑坡后缘处共发现2处危岩以及一个浅表层滑坡,规模较小,易于处理。