震裂滑移式崩塌运动特征分析:以张家沟2#崩塌为例

【目的】“6.1”芦山地震诱发了宝兴县张家沟崩塌群，严重威胁坡脚居民生命财产安全，研究其形成机制与运动特征，可为该类灾害防治工作提供理论依据。【方法】运用经验公式及离散元软件3DEC分析其运动过程，量化崩塌体的位移速度变化特征。【结果】结果显示：(1)发育倾向坡外及竖向裂隙的坡体即可发生震裂滑移式崩塌，而不仅出现在顺层斜坡中；(2)崩塌体裂隙发育，破坏首先从后缘开始，块石最大运动距离约213 m,最大运动速度约25.71 m/s;(3)张家沟2^#崩塌落石运动过程以滚落为主，跳高较少，同时受坡面形态影响较为强烈；(4)震裂滑移式崩塌运动过程可概括为拉裂损伤阶段—剪切滑移阶段—崩落流通阶段—自稳堆积阶段。【结论】结果表明，数值模拟结果与现场调查相吻合，数据揭示了张家沟崩塌的运动特征，反映了其形成机制，研究成果可为类似灾害防治提供参考。     

地震坠落滑动型滑坡发育特点及典型实例分析

汶川地震诱发了大量的地震滑坡,其中坠落滑动型滑坡是一种普遍的地震滑坡类型,滑动特征独特,动力机制复杂。以彭州市九峰村滑坡为实例,介绍了滑坡发育的控制因素,滑坡运动及形成过程经历了后缘崩塌坠落启动、中下部整体启动滑移、滑后堆积等3个阶段。结合地震条件下斜坡岩土体的变形破坏机理,解释了地震坠落滑动型滑坡后壁上部为崩塌坠落裂面,斜坡中部坡体浅层滑动明显,滑坡滑动速度快、距离远,坡脚形成倒石堆危害大,次生灾害链持续时间长等特点。     

南水北调中线穿黄工程地质灾害及防治措施

穿黄工程是南水北调中线的咽喉工程.沿线地质环境条件复杂.现状条件下,场区黄河南岸段多发滑坡、崩塌、潜蚀塌陷、地裂缝等地质灾害;黄河河床及河漫滩段存在砂土液化问题;黄河北岸清风岭段存在黄土湿馅问题.工程建设过程中存在黄土高边坡失稳问题,可能引发崩塌、滑坡等地质灾害,砂土液化、黄土湿陷、潜蚀塌陷、不均匀沉陷及地裂缝等可能使工程遭受危害.工程建设过程中需针对不同的灾害类型采取适当的预防或治理措施.     

山西典型黄土崩塌破坏模式及其早期辨识

针对黄土崩塌隐蔽性、突发性的特点,旨在实现黄土崩塌的早期辨识及预判,并提出相应的应急防治措施。通过对山西典型黄土崩塌破坏模式进行分类总结,归纳了黄土崩塌不稳定界面及相应的诱发因素,提取了黄土崩塌早期辨识特征因子;通过综合指数法对崩塌危险性进行了半定量分析;按照量化评价标准,对黄土崩塌危险性进行分级;根据不同的危险性级别,采取相应的应急防治措施;突出变形迹象对黄土崩塌的贡献,实现优先判别。研究表明:①黄土崩塌的变形破坏主要集中于4种岩土体结构组合、5个典型破坏接触面;②黄土崩塌危险性可划分为高、中、较低、低4个级别,对应应急避让、临灾监测、应急调查、勘查、治理等防治措施;③变形迹象评分结果达到判定级别“危险性高”时,可直接介入地质灾害预警预报措施。     

基于离散元法的某崩塌体变形破坏过程分析

在现场对某煤矿崩塌体岩体结构调查的基础上,利用二维离散元软件UDEC对其变形破坏过程进行分析,结果表明崩塌体变形破坏过程可分为以下四个阶段:采空区塌陷阶段;裂隙向上传递阶段;裂隙贯通,累进性破坏阶段;斜坡整体崩塌破坏阶段。     

川藏高速公路汶（川）马（尔康）段崩塌危岩发生机制与防治

川藏高速公路建设以来发生了上百处崩塌灾害,对工程建设形成了极大的危害。通过选取５处特征各异、处治措施不同的崩塌危岩边坡实例,经地质分析,对崩塌的发生机制与工程防治进行研究。研究结果表明:川藏高速公路崩塌危岩的形成机制与有利的地形地貌、岩土体类型,活跃的地质构造活动,恶劣的气象水文条件和高强度的人类活动等有着密切的关系;崩塌多发生于突出山脊的前缘,依据地质条件和变形破坏演变过程,其典型地质力学模式包括:倾倒式、滑移式、坠落式和滚落式四种;崩塌处治方案的确定应针对性的依据病害体的地质条件、工程的安全性和经济性,以及处治工期等进行综合确定。     

四川九寨沟地震区芦苇海危岩崩塌成因机理分析

2017年8月8日,九寨沟地震诱发了景区芦苇海区域约 2. 7×104 m3危岩体发生崩塌,在2018 年汛期该区域又产生约 3×104 m3的二次崩塌,损失巨大。目前,崩源区仍有约 2×104 m3 的危岩体仍悬而未掉,潜在风险高,故需要深入研究芦苇海危岩崩塌的特征和致灾机理。通过现场详查、无人机及 GIS 等手段,对芦苇海危岩崩塌的基本特征、失稳过程及成因机理有了初步认识。研究发现,芦苇海危岩崩塌失稳历经“坡表局部崩塌－顶部危岩带变形－撞击坡表－碎屑流”四个阶段,平均运动速度达 29. 94 m /s,崩落块石到达坡脚的概率约为 87%。同时,多次失稳主要受内因及外因综合影响,由于斜坡对地震的放大效应,岩体受加速度影响显著,产生震动拉裂或抛射; 而震裂的岩土体在后续强降雨的触发下,沿优势结构面向南西侧临空面发生二次崩滑。     

陕北地区黄土崩塌破坏模式分类及防控对策研究

黄土崩塌病害问题成为困扰陕北地区基础建设的技术难题,严重威胁交通、建筑的运营安全,但针对其崩塌破坏模式及对应防控对策展开系统、总结性的研究较少。基于陕北地区黄土边坡特有发育特征,综合分析该地区典型黄土崩塌灾害,对陕北黄土崩塌破坏模式进行系统提炼、归纳,从破坏形式上将其分为:剥落式、崩落式、台阶式、倾倒式、滑移式、冒落式6种;从破坏驱动机制上将其分为:应力型驱动、节理型驱动、扰动型驱动、混合型驱动4种。此外,针对各自的破坏模式,通过广泛归纳目前常用处置手段,提出各自对应的有效防控对策。研究成果对于陕北地区黄土崩塌破坏认知、具体防控手段选择具有重要工程参考价值。     

软弱基座型滑坡形成机制离散元数值模拟研究

软弱基座型斜坡具有“上硬下软”的双层坡体结构,其变形破坏方式和失稳模式也较为复杂。为了详细分析该类型边坡的变形破坏机制,以具有此类坡体结构特征的一库区古滑坡为例,在现场调查的基础上,采用地质分析法和离散元数值模拟方法研究天然、降雨和地震条件下边坡的变形破坏过程。结果表明:活跃的地质时期、陡峭的地形、复杂的地质构造和双层的坡体结构特征构成了该滑坡形成的必要条件,降雨和地震是诱发滑坡的主要外界因素;滑坡表现为倾倒变形和滑移－压制拉裂的复合型失稳模式;利用离散元数值模拟研究了坡体在天然重力、降雨和地震等不同条件下的变形破坏过程,计算结果显示降雨和地震均会导致滑坡发生,其中地震型滑坡具有持续时间更短、发生规模更大、运动距离更远的特点。     

四川茂县二里崩塌形成机理与防治措施浅析

二里崩塌为“5.12”特大地震所诱发的次生地质灾害,发育有4个崩塌灾害点,需采取可靠的防治措施。通过对二里崩塌的地质环境条件、崩塌基本特征的调查分析,结合工程地质分析方法,指出二里崩塌主要是倾倒式崩塌和滑移式崩塌两种类型。对两种不同成因类型的崩塌进行了较为详细的论述,研究了两种类型崩塌的形成机理,并据此提出了针对崩塌落石的防治工程措施。     

南方极端冰雪灾害条件下边坡崩塌机理初步研究

针对2008年初我国南方罕见的极端冰雪条件下的岩土坡体崩塌问题,运用岩土体的水分场、温度场及应力场三场耦合基本理论,采用FLAC3D模拟软件,对饱和状态下的岩质边坡进行数值模拟计算,从冻结深度及冻胀变形两个方面揭示了南方极端冰雪灾害条件下崩塌形成机理。计算结果表明,短时间内冻结仅仅发生在岩土体表层;在冻结过程中,边坡表层质点发生了向自由边界的位移,随着冻结时间的延长,冻胀位移有增大的趋势。边坡岩土体的冻融损伤只发生在边坡表层,因此南方极端冰雪环境下边坡多发生浅层崩滑破坏,并给出了相应崩塌形成的过程示意图。     

湿陷性黄土地区海绵城市建设湿陷性风险模拟评估研究

在湿陷性黄土地区开展雨水集中下渗的海绵城市建设面临着湿陷变形的风险,以黄土湿陷性较为严重的西咸新区空港新城临空产业区为例,采用数值模拟的方法模拟了研究区湿陷性黄土在不同设计降雨情况下的雨水集中入渗后的湿陷情况。应用GAST模型计算雨洪过程,并将降雨量下渗过程作为边界条件输入Midas GTS/NX软件来模拟黄土基础变形情况。通过分析5个典型黄土区因降雨下渗导致的湿陷量,发现其等级为Ⅱ级及以上,其中最严重情况下的雨水下渗深度为5.02~6.51 m,总湿陷量和自重湿陷量分别为468.18~1015.56 mm和88.99~239.03 mm,湿陷等级为Ⅲ级。可见局部集中下渗会导致较高的湿陷风险,故建议在湿陷性黄土地区海绵城市建设中应进行量化评估并合理规避湿陷风险。     

湿陷性黄土与膨胀土的分级增湿变形特性试验研究

对陕西张桥的湿陷性黄土和安康的膨胀土分别进行了分级增湿变形试验。根据试验结果分析了这两种土的应力应变关系曲线、增湿变形过程中基质吸力变化特点及增湿变形类型。分析表明，其两者的增湿变形应力应变曲线形态完全不同，湿陷性黄土的应力应变曲线明显分为压缩、湿陷变形和固结压密3段，并且在湿陷变形转变为固结压密时有一个明显的转点。膨胀土的应力则随变形增加呈衰减趋势，并且在增湿变形中以体积变形为主，剪切变形较少。湿陷性黄土和膨胀土在增湿过程中基质吸力变化亦表现出明显的差异，前者随含水率明显变化，随应力变化较小，而后者随含水率和应力的增加均有较大变化。最后提出湿陷性黄土的湿陷起始应力和膨胀土的膨胀应力两个概念，进一步合理分析了两者的特征力。     

原状Q2黄土结构损伤演化的细观试验研究

利用和CT机配套的多功能土工三轴仪，对原状Q2黄土在三轴剪切过程中内部结构的变化进行了动态、定量和无损的量测，得到了软化破坏土样内部结构演化的CT图像和相应的CT数据，从细观上解释了软化破坏过程。试验结果表明，原状Q2黄土内部存在大量孔隙、裂隙、姜石等结构缺陷，初始损伤明显且具有各向异性。原状Q2黄土软化破坏细观变形可大致分为4个阶段，即微压密阶段，损伤开始阶段，损伤快速发展阶段和损伤减缓发展阶段。剪切过程呈现以局部变形为主的细观变形特点，但整体上CT数减小，方差增大。用CT数和方差均可较好的描述原状Q2黄土软化破坏的损伤演化规律，随着含水率和固结围压的增大，CT数和方差变化率越小。     

黄土-砂岩二元结构路堑高边坡失稳机制模拟分析

在地质背景复杂的西北地区进行路堑开挖的工程中遇到了大量以上部为黄土层、下部为砂岩层的典型二元结构路堑高边坡。为确定黄土-砂岩二元结构路堑高边坡的失稳变形机制,依托兰永线高速公路K35+092段工程,利用有限元分析软件GEO-studio建立了黄土-砂岩二元结构路堑高边坡开挖全过程的数值模型。通过对边坡在分步开挖卸荷过程中的坡顶水平位移、竖向位移、深层水平位移、边坡稳定性安全系数变化,以及边坡在开挖状态下应变模拟结果的分析,对黄土-砂岩二元结构路堑高边坡的破坏特征以及失稳破坏机制进行了较为系统的研究。研究结果表明:黄土-砂岩二元结构路堑高边坡的结构特点、地层岩性决定了其失稳变形机制,在开挖卸荷过程中,坡顶水平位移不断增大,土体内塑性应变累积,边坡稳定性逐渐降低;黄土-砂岩二元结构路堑高边坡中的软弱夹层充当“滑动垫层”,起到“润滑”以及“弱化边界”的作用,是边坡潜在的不稳定因素之一;随着路堑边坡的刷方卸荷,上覆黄土坡体发生滑移破坏并对下伏砂岩坡体产生巨大的冲击力,而下伏坡体顺层剪出破坏产生的“联动作用”再次引发上覆坡体的滑塌下错,致使边坡整体失稳。为避免类似黄土-砂岩二元结构路堑高边坡失稳滑塌的发生,可采用框架预应力锚杆支护结构对边坡进行加固。     

基于单线法试验的黄土增湿变形非线性模型研究

黄土增湿变形一般由地面水入渗或地下水位抬升引起,是岩土工程中需要解决的一个技术难题。虽然在该领域有一些研究,提出了描述该变形的本构模型,但是与实际地基中力和水的作用路径有较大差异。本文引入"增湿水平"这一概念来描述黄土的湿度状态,通过开展分级浸水试验,着重研究先施加应力后浸水增湿路径下黄土的湿度状态与增湿变形的相关关系,建立了增湿变形非线性本构模型;用增湿变形系数和湿陷系数的比值与增湿水平关系曲线反映黄土增湿变形的敏感性,分析了竖向应力、土质对黄土增湿变形敏感性的影响;采用不同应力比的增湿水平与侧向变形曲线,分析了增湿过程中的侧向挤出变形规律。     

湿陷性黄土渠道浸水变形的数值模拟

天然土体一般具有原始结构，在其结构被破坏前后会表现出不同的力学特性，这些特性很难用传统的弹塑性理论来进行模拟。本文提出能够反映胶结和吸力两个因素影响的结构性黄土本构模型，采用损伤函数和屈服函数反映天然黄土的湿陷变形。这一模型把变形过程中的天然黄土看作不同大小土块的集合体，总的变形由土块的弹性变形、土块之间滑动引起的塑性变形和土块破碎引起的损伤变形三部分组成。塑性变形常用屈服函数描述，损伤变形则引入一种类似的损伤函数加以描述。本文在严格的非饱和土力学理论的基础上，开发相应的有限元程序，模拟一个黄土渠道典型断面的湿陷变形，分析了黄土渠道浸水变形的基本特性。     

西气东输管线陕西省子长县永平镇段黄土滑坡形成机制与防治对策研究

西气东输工程管线陕西省子长县永坪镇段黄土滑坡地质灾害发育,对管线的运行安全存在一定的威胁.本文通过对区域内黄土滑坡的已有变形破坏迹象、岩土体结构特征等的分析的基础上,深入的研究了该区段黄土滑坡的形成演化机理,最后根据滑坡的变形破坏机制,提出了切实可行的滑坡防治对策,取得了良好的防灾、减灾效果, 改善了研究区的生态地质环境, 保障了输气管线的安全.     

浅埋偏压黄土隧道洞口段变形破坏分析及整治措施研究

以某黄土隧道施工为例,分析了浅埋偏压黄土隧道洞口段开挖后隧道的变形破坏原因及整治措施,提出采用上断面边墙锚管注浆进行加固后利用马口跳槽开挖的施工技术,减小了对围岩的扰动;加强监控量测,全过程动态监控,解决了施工中遇到的问题。