基于多源数据的蔡家坝特大型滑坡成因机制研究及稳定性评价

针对2014年8月31日~9月2日云阳县蔡家坝发生的"8·31"特大型滑坡,首先结合历史记录资料、卫星遥感影像、无人机航拍以及现场调查资料等多源数据,初步明确滑坡范围、特征以及赋存环境;综合采用以钻探为主,辅以槽探、井探、物探的方式,开展室内和现场相关试验,探明滑坡区的地层特性、滑带特性以及滑体岩土物理力学性质,对滑坡形成机制进行深入探讨,在此基础上进行了滑坡的稳定性评价。结果表明:(1)蔡家坝滑坡为降雨诱发的特大型多级平推式滑坡,具有多次、多层、逐级后退式演化的变形特点,滑坡堆积层滑动具有推移式特征,岩质滑体具有牵引式特征;(2)滑坡存在4层滑面(带),即土质滑带、浅层岩质滑带、中层岩质滑带和深层岩质滑带,现状滑动变形受控的主导滑带为土质滑带、浅层岩质滑带、中层岩质滑带;(3)滑坡堆积层和滑坡滑动面(带)为现状变形提供了物质条件,前一级滑动后缘拉裂为后一级滑动提供了变形空间,在强降雨诱发下滑坡区大范围发生变形破坏,甚至局部滑动;(4)稳定性计算结果表明,滑坡现状处于基本稳定~稳定状态,受暴雨影响稳定性显著下降,滑坡稳定性普遍下降为欠稳定~基本稳定状态,局部段可能发生失稳滑动。     

某近库区滑坡变形特征及稳定性评价

通过对滑体进行详细的实地调查,对拉裂缝的发育分布特征和形成机理进行了深入的探讨,进而根据滑坡工程地质特征及定量计算对滑坡的深层滑面和浅层滑面分别作出稳定性评价。     

滑坡失稳时间预测模型

建立了一个简化的单滑面滑坡力学模型,运用尖点突变模型中状态变量的突变来反映滑体的突滑,分析了单滑面滑坡的失稳机制,分析结果表明：滑体突滑失稳的必要条件仅取决于滑动面剪切段介质和蠕滑段介质的刚度比,得到了滑坡突滑时间的计算公式,导出了滑体突滑初速度的计算公式。     

黄土坡滑坡区临江1号崩滑体深部与地表变形关系探讨

以巴东黄土坡滑坡区的临江1号崩滑堆积体为研究对象,通过对该崩滑体2.5年间地表及深层位移监测资料进行对比分析,得知崩滑体各部位的地表和深部均有明显变形。运用曲线拟合的方法,将临江1号崩滑体前缘和中部的地表及深部30组变形监测数据进行拟合,得到崩塌体深、表部变形呈现线性函数关系的结论,为该黄土坡滑坡稳定性分析及变形破坏趋势预测提供了依据。     

浙江下山滑坡特征及稳定性分析

新生代玄武岩在浙江省分布广泛,玄武岩台地型区滑坡是浙江省的重要滑坡类型之一,危害性很大。下山滑坡是浙江省迄今为止发生的最大滑坡,具有玄武岩台地型区滑坡的典型特征。用有限元方法对下山滑坡3条剖面的深部和浅部滑面进行数值模拟分析;应用蠕变模型对滑坡位移进行模拟;采用极限平衡法对滑坡在最高水位、常水位、枯水位时的稳定性进行定量评价,并使用滑坡监测资料进行验证。结果表明:(1)滑坡处于蠕滑状态;(2)降雨及地下水是造成下山滑坡产生滑移的主要因素;(3)滑坡治理中应以排水工程作为核心措施。     

滑坡不同变形阶段演化规律与变形速率预警判据研究

 预测预警是国际滑坡灾害研究的热点与难点,目前滑坡不同变形阶段历时与变形速率临界值方面的研究存在不足。为深入探索滑坡不同变形阶段演化规律与变形速率预警判据,将滑坡变形演化过程划分为初始变形、匀速变形、加速变形和急剧变形4个阶段,基于滑坡数据库信息,采用统计分析方法研究滑坡不同变形阶段历时特征及其与不同影响因素的相关性、总结不同变形阶段裂缝发展及宏观特征、分析不同变形阶段滑坡位移速率预警判据。通过研究发现：(1) 滑坡加速变形阶段历时18 ～1 080 d,接近一半的滑坡加速阶段历时位于区间30～90 d;绝大部分滑坡急剧变形阶段历时小于30 d。(2) 滑坡破坏模式、滑体方量、滑面类型与滑坡变形阶段历时相关,其中滑面类型与变形阶段历时的关系最为密切,滑面为硬性结构时滑坡加速与急剧变形阶段历时较短,滑面为软弱层面时加速与急剧变形阶段历时较长。(3) 滑坡进入加速变形阶段时裂缝最大宽度为1～50 cm,进入急剧变形阶段时最大裂缝宽度为4～126 cm,其中土质滑坡与堆积体滑坡临界裂缝宽度较大,岩质滑坡临界裂缝宽度相对较小。(4) 滑坡进入急剧变形阶段位移临界速率一般不超过50 mm/d,倾倒型滑坡速率临界值相对较大,软弱滑动面滑坡该位移速率临界值较硬性滑动面滑坡大。(5) 各种滑坡进入加速变形阶段的位移速率均不大,此速率值与破坏模式关系密切。破坏模式为滑动破坏的滑坡该位移速率阈值基本都不超过4 mm/d,倾倒破坏或崩塌破坏的滑坡该阈值稍大,一般大于4 mm/d。     

基于深部位移监测的反倾岩质滑坡形成机制与治理

基于贵州省早谷田反倾岩质滑坡,利用深部位移监测技术,结合累计位移深度及位移速率监测结果,分析滑坡形成机制,判定滑坡稳定状态,并提出滑坡治理方案。治理后的滑坡监测结果表明,治理效果良好,可为防治反倾岩质滑坡提供借鉴与参考。     

顺层岩质滑坡参数取值分析

顺层岩质滑坡的滑面确定较为简单,但其软弱结构面的抗剪强度指标确定较为困难。本文结合工程实例,运用反演计算、室内实验并结合重庆地区经验,并通过数值模拟分析,确定顺层岩质滑坡软弱结构面的抗剪强度指标。     

深层水平位移监测在滑坡滑面判识中作用分析

对活动的滑坡而言，滑面深度处的位移一般明显大于其下部岩土体的位移；对于上部岩土体而言,若其刚性较差，则滑动位移也较大。可根据实测各点位移随深度的变化曲线，寻找位移增大突变点（段），以此作为滑面的位置。深层水平位移监测只适用于比较简单的滑面识别，而实际滑面的识别是一项十分重要且复杂的工作。要采用野外地质判识法、勘探识别法、物理探测法、数值模拟方法和各类监测法等多种方法，对潜在的滑坡体稳定现状进行综合分析，才能准确判定滑面。通过工程实例分析确定滑坡滑面的位置及发展趋势，为确保边坡安全及确定边坡防护措施提供依据。     

基于位移监测的岩质滑带参数拟合反演研究

为了研究基于位移监测的岩质滑带参数拟合反演方法,依托某公路坡顶超高压电塔岩质滑坡实例,采用试验、经验、规范推荐等方法初选岩质滑带计算参数,再运用有限元数值分析方法对滑坡多个断面监测位移数据进行计算拟合,反演求得滑带参数,结合滑坡实际状况评估边坡安全系数,并以此作为计算边界条件,对滑带参数进行进一步验证,同时通过滑坡抢险应急处治对反演参数的合理性进行再次验证。结果表明:通过位移拟合反演得到的岩质滑带参数取值合理正确,计算方法可行,所取参数成功运用于滑坡的抢险治理,对岩质滑坡滑带参数选取具有良好借鉴意义。     

堆积体滑坡滑带渐近破坏分析

以钻孔倾斜仪深部变形监测资料为依据,以启动变形为基础,在文献[11]中研究了堆积体滑坡的变形机理,发现滑坡滑带的主滑面自下而上逐步发展.文章将研究堆积体滑坡滑带的渐近破坏机理.发现滑坡滑带同样首先从主滑面开始破坏,然后自下而上向滑带上盘发展,呈明显渐近破坏的形式,且在滑带范围内,抗剪强度自下而上呈递增趋势,表现出滑带介质的非均质性.根据滑带破坏机理,提出了滑坡的破坏预警标准.     

抗滑桩滑坡推力分布形式的计算确定

针对现有工程中仅能根据滑体的岩性近似确定滑坡推力分布形式为三角形、矩形或梯形的现状,提出了基于定点剪出稳定性核算为基础的滑坡推力分布形式分析计算方法。该法假定自指定点剪出的潜在滑面由部分原滑坡滑面和通过指定剪出点的圆弧面组合而成。首先核算定点剪出滑面的稳定性,得到通过该点潜在滑面的最小安全系数,若该稳定性系数小于设计安全系数,则按照Janbu法计算设计滑坡推力。自上而下逐点计算滑坡推力,获得全桩若干点处的滑坡推力以后,可以得到相邻两点间的滑坡推力增量,据此按照自上而下的次序确定桩身滑坡推力的分布形式。     

推移式滑坡渐进破坏机制及稳定性分析

 在现行滑坡稳定分析的基础上,建立推移式滑坡渐进破坏稳定性分析法。在分析滑坡破坏机制的基础上,提出临界状态条块或单元,该临界状态条块或单元处于破坏和峰值应力之前两状态之间,并提出相应的决定方法。提出推移式滑坡2种破坏模式,模式I：整个滑体沿弱面发生推移破坏,模式II：后缘沿弱面发生推移破坏,而前缘局部沿滑体发生剪切破坏;在滑坡破坏控制的研究基础上,提出模式I滑坡破坏受弱面的基本力学特性所控制,对于模式II,滑坡后缘破坏受弱面的基本力学特性所控制,而前缘受滑体的抗剪力学特性所控制,2种破坏模式的临界状态逐步由后缘向前缘移动,也即是滑坡破坏不断地产生新的峰值应力状态和破坏后区状态。对推移式滑坡的变形规律进行研究,提出在滑坡模式I和II渐进破坏全过程中,滑坡破坏面上的每一点的时间与位移关系均会呈现不同的“S”型曲线特征,对于整个滑体而言,滑面上每一点的位移与高度关系曲线,在不同时刻呈现不同的抛物线型特征。分析滑面的位移与时间的关系曲线特征,提出滑面位移与时间的关系曲线呈现3种类型：类型a：I型非稳定时间曲线,类型b：I型稳定时间曲线,类型c：III型稳定时间曲线。研究现行滑坡稳定性系数的计算特点,提出滑坡稳定性计算的综合下滑力–抗滑力、主推力和基于位移变化的方法。研究了滑坡的运动特点,提出了主滑方向的定义,且主滑方向随力和位移的变化而变化。研究有限元滑坡稳定计算的特点,分析引起滑坡有限元法计算不收敛的原因,提出滑坡有限元计算的滑面边界法,其滑面既可以施加理想弹塑性模型边界,计算所得稳定系数可与传统的极限状态稳定计算结果相比较,又可以施加不同的应力–应变模型边界,从而获得真实的应力场和位移场,也可利用各种方法计算相对应的稳定系数;对于滑面确定可以采用各种优选计算和现场勘查方法。提出了各种对应关系图,这些图形有利于理解提出的系统理论。     

顺层滑坡变形破坏过程分析

为了分析风化岩质顺层滑坡的变形破坏过程,采用弹塑性接触有限元强度折减法,计算滑坡的整体稳定性系数和分析滑坡的稳定性以及变形破坏过程。结果表明,风化岩质滑坡的变形破坏主要是由滑体沿滑面的位移的不一致和塑性应变的不断发展引起的;采用弹塑性接触有限元算法可以更好地反映该类型滑坡所处的实际壮态及滑坡的滑动过程,为该类型滑坡稳定性的准确评价和预测预报提供可资借鉴的方法。     

大型顺层岩质滑坡渐进破坏地质力学模型与稳定性分析

 大型顺层岩质滑坡广泛存在于自然界中,是滑坡的重要类型之一,也是滑坡领域关注与研究的重点。根据滑坡滑面发展形态,将顺层岩质滑坡划分成两大类：前进式渐进破坏模式和后退式渐进破坏模式。从力学角度揭示顺层岩质滑坡渐进破坏过程的本质是滑坡力学参数弱化的过程。具体体现在滑带本构方程中为初始剪切刚度的降低。由此,定义弱化后滑带的剪切刚度与初始剪切刚度比值为滑带弱化系数,并引入S型曲线表述滑带弱化系数空间特征。在总结大型顺层岩质滑坡特点的基础上,提出渐进锁固力学模型,同时给出该模型的数学表达式。该模型能很好地体现滑坡渐进破坏过程中滑带力学参数的时效性及空间变异性特点。最后,给出该地质力学模型下渐进破坏过程中斜坡稳定性计算公式及步骤,并应用于武隆县鸡尾山滑坡中,分析其临滑前滑坡稳定性变化情况。     

利用高密度电阻率法确定滑坡面研究

高密度电阻率法探测是滑坡面探测的有效手段，而适宜的现场工作方案和相应的资料解译模型是获取可靠探测成果的前提。针对高密度电阻率法探测中常用的4类电极排列方式，即温纳、施龙贝格、偶极、二极装置，利用有限元方法二维正演模拟建立了均质土坡滑面、软弱夹层滑面、堆积层滑面、构造破碎带滑面的标准地电模型剖面；明确了进行不同类型滑坡工程地质调查时不同电测装置的探测能力和视电阻率异常模式；提出了复杂地质条件卜斜坡问题探测数据有效处理的设计比值参数方法。最后给出2个利用高密度电阻率法进行滑坡工程地质调查的典型研究实例。     

中高山地区滑坡形成主控因子分析

滑坡的形成受内部静态物质因子和外部动态诱发因子的共同作用,分析各个因子的主次关系,对研究滑坡形成机理和滑坡预警预报及治理工作具有重要意义.在调查分析铜仁地区51个滑坡的斜坡形态、斜坡坡度、斜坡高差、滑床岩性、基岩倾角、滑床结构、滑体厚度、滑面倾角等8个影响因子的基础上,运用主成份分析方法确定滑坡发育影响因子的权重,建立由主控因子确定的铜仁地区滑坡发育评价模型.研究表明,斜坡形态、滑面倾角、斜坡坡度、斜坡高差、滑床岩性、基岩倾角等6个因素为铜仁地区滑坡形成的主控因素,其中滑床特征因子(滑床岩性、基岩倾角、滑床结构)为第一控制因素,地形地貌因素(斜坡形态、斜坡坡度、斜坡高差)为第二控制因素,滑带特征因素(滑面倾角)为第三控制因素.     

滑坡型泥石流转化机制环剪试验研究

 以四川省达县青宁乡滑坡为研究对象,在查明青宁乡滑坡转化泥石流过程的基础上,利用环剪试验模拟青宁乡滑坡失稳以后滑体长距离滑动剪切的过程,分析在剪切过程中土体的物理力学性质变化。结果显示,滑坡型泥石流的转化,除了目前国际上普遍关注的超孔隙水压力的作用外,软弱基座效应也是重要的转化机制之一。滑体在滑动剪切过程中,滑体的剪缩效应以及颗粒的破碎和分层,使滑体土的体积减小,孔隙水压力上升,滑体土的剪切强度降低;同时,滑体的底部形成粉土液化层,且剪切距离越大,黏质粉土液化层的厚度越大,托着滑体快速向前滑动,大大降低了滑体的整体稳定性,该效应为软弱基座效应。     

震后暴雨型岩质滑坡启动机理

暴雨是诱发震后岩质滑坡失稳的最重要因素之一,与土质滑坡不同,其相关作用机理还不清楚。在基于对震后受损岩体特征的科学认识前提下,从岩石断裂力学的角度出发,分析了坡体裂缝扩展、降雨入渗和滑面形成机制。继而以极限分析的上限定理为基础,从能量的角度定量研究了裂缝水对岩质坡体稳定性的影响。最后,通过算例表明:震后受损岩坡的裂缝存在一个可在裂缝水作用下自行扩展、贯通软弱夹层的临界深度,同时也存在一个决定滑坡体稳定与否的软弱夹层渗水区域极限长度,即裂缝的扩展贯通和滑面的渗水软化是震后暴雨型岩质滑坡的启动的根本动力。     

降雨条件下折线型滑面的大型滑坡稳定性离心模型试验

以大型土工离心机为技术依托,采用离心模型试验,研究开挖和降雨对滑面为折线型的大型滑坡变形破坏和稳定性的影响。试验中采用变形标志点、颗粒图像测速技术(PIV)和可承受高离心力的传感器,在获取坡体土压力、孔隙水压力和位移矢量场的基础上,综合分析开挖和降雨诱发大型滑坡变形破坏的特征及失稳模式。试验结果表明,在滑面形态变化大的部位开挖卸荷容易引起折线型滑面大型滑坡的局部复活;受开挖卸荷和降雨影响,滑坡后缘的开挖斜坡位移最大且最先失稳;受降雨的影响,滑坡前部位移较大,坡体表面变形破坏严重,开挖斜坡下部发育一条次级滑裂面,滑坡后缘和开挖平台前沿滑面坡度突变处各形成一条潜在主滑裂面。离心模型试验显示折线型滑面的滑坡受开挖和降雨的影响可表现出分级分块滑动的变形破坏特征。稳定性分析表明,降雨使折线型滑面的大型滑坡不同滑段稳定性系数不同程度降低,滑坡后缘、开挖斜坡和滑坡前缘处于不稳定状态。