粘土矿物与斜坡失稳

作为微米级材料，粘土矿物的单晶尺寸及特殊晶体结构使其集合体-粘土呈现低渗透性、分散-凝絮性及粘滞性等重要工程特性。除沉积岩斜坡含粘土矿物外，76％以上的斜坡岩石造岩矿物还可形成次生粘土矿物。粘土矿物广泛分布于原生沉积岩、三大岩类风化带及第四系松散堆积物构成的斜坡中。泥屑岩因含粘土矿物而易于失稳，且水稳定性差。次生粘土矿物的形成将引起源矿物、矿物集合体及岩块的强度与变形特性的显著变化，诱发岩石向松散介质转化。宏观结构面是粘土矿物最主要的形成和聚集场所，结构面及其内侧一定范围内不同成因粘土矿物的淀积将导致结构面及岩体强度的衰减。粘土矿物是滑坡滑带的常见矿物组分；粘土滑带可以在滑体与滑床之间起到润滑作用。滑带中粘土矿物的含量越多，其润滑效应越显著。粘土型滑带还具有隔水边界之功效，可将滑体与周围介质隔离，使之成为独立水文地质单元，提高坡体拦截、吸收渗入水的能力及斜坡稳定对降雨过程的敏感度。粘土矿物可以促进斜坡时效变形，甚至成为斜坡破坏的关键因素，对斜坡演化及失稳的贡献是显著的。     

乌蒙山区红层软岩滑坡地质演化及灾变过程离心机模型试验研究

乌蒙山区由砂岩、泥岩、页岩等组成的缓倾角红层软岩分布广泛,软质岩石与硬质岩石形成的互层状结构体易形成滑坡。针对该类滑坡,以花生地滑坡为例,采用地质分析与离心机模型试验相结合的方法,对降雨作用下滑坡地质演化和灾变过程进行研究。研究表明,红层软岩具有易软化蠕滑,风化崩解等地质力学特性。岩体损伤与水软化效应耦合作用是影响红层软岩斜坡稳定性主要因素,斜坡岩体受地震、河谷下切等地质作用产生深部裂隙,同时裂隙的贯通促进降雨入渗,导致滑带饱水软化、加速蠕变变形至失稳。最终在暴雨形成水动力失稳破坏。滑坡地质演化和灾变过程可分为原始斜坡→岩体损伤劣化→水软化蠕滑→降雨诱发失稳破坏4个阶段。研究成果为降雨型红层软岩斜坡稳定性机制分析及工程治理提供参考。     

高寒地区楔形体滑坡启动机制离心模型试验研究

全球气候变暖背景下，青藏高原冰岩地质灾害逐渐增多。楔形体滑坡是一种典型的高寒地区岩质斜坡失稳形式。针对此类滑坡，基于自主设计的适配土工离心机的温控装置，开展不同冻融循环作用及水力条件下的离心模型试验，对其启动机制与变形破坏过程进行研究。结果表明：(1)寒区楔形体滑坡的破坏过程可概化为4个阶段：裂隙产生阶段、蠕变变形阶段、裂隙加速扩展阶段和楔形体失稳阶段；(2)冰雪融水是寒区楔形体滑坡启动的关键诱因之一，其对滑坡失稳的影响既具有长期性也具有突发性，对岩体结构的劣化作用影响了滑坡的长期稳定性，造成的孔隙水压力激增使滑坡突然失稳；(3)冻融循环作用是寒区楔形体滑坡启动的重要外动力，其在冷冻过程中表现为冻胀作用对岩体结构的冻胀损伤，在融化过程中表现为融水导致岩体结构的劣化和孔隙水压力的升高。采用的冻融离心试验可较为真实地再现冰雪融水与冻融循环作用下的楔形体滑坡演化过程，初步揭示了高寒地区楔形体滑坡的启动机制，为进一步深入探究此类滑坡影响因素的作用规律奠定了基础。     

软弱基座型斜坡变形破坏过程研究

在现场调查的基础上，以黄河上游某电站库区一个下部有软弱基座、上部为硬岩构成的双层结构型斜坡中发育的大型滑坡为例，通过地质分析及数值模拟分析，揭示了该类斜坡的形成多以软弱基座的压缩变形为先导，从而引起上部岩体拉裂、弯曲变形，并最终受坡体内最大剪应力带控制而形成蠕滑拉裂型滑坡的特征。     

松动岩体堆积层的综合勘探

一、松动岩体的特征、成因及危害一种特殊的岩体破坏，所造成的工程地质现象近年来始为人们所认识。这种岩体破坏大都具有以下特征：它一般发育于地质构造比较强烈，切割较剧的山区陡峻的峡谷岸坡；规模较大且岩层十分破碎；风化深度一般不超千米。从表形看，类似滑坡和岩难，比如，能产生较大规模的岩体向坡脚移动，其后线可出现与母岩体分开的脱离面，与滑坡比，又无统一的滑动面和变形破坏过程。移动体从表层向下多半为岩体碎块逐渐过渡为原岩体结构。另外，它的外形又类似岩体，能在玻脚形成一定的堆积。但不同的是，它的堆积物与原岩体…     

植被护坡的局限性及其对深层滑坡孕育的贡献

根系对土体的加固效应是显著的,植被能够遏制面状水土流失及浅层滑坡。但是,由于大多数植物的根系都分布在地表以下1.5m的深度以内,其加固深度远小于深层滑坡的滑面埋深;另外,蒸腾能够显著降低地下水位,但由于其主要发生在降雨事件的间歇期或旱季,而且进展缓慢,不能有效控制降雨过程中地下水位的大幅抬升及应力环境的恶化,因此,植被在深层滑坡防治方面的作用是有限的。与植被相关的干裂缝、动物通道、膨胀裂缝及结构性孔隙等在岩土体中形成的相对稳定的大空隙系统可以显著优化地下水的补给环境,使得斜坡能够吸收除植被拦截之外的几乎所有降雨量;植被发育斜坡的“渗入-径流-蒸腾”复合型水循环将引起地下水径流模数持续增大及岩体综合质量的渐进性衰退,为斜坡整体滑移奠定基础。植物根系呼吸及枯枝落叶降解等生物地球化学过程会向土体中释放CO2及有机酸等酸性物质,提高土体酸度及渗入水的侵蚀性。同时,植被发育斜坡中地下水的新老交替可以使水岩交换相饱和指数始终处于较低水平,保证水岩化学作用的持续进行。因此,植被对深层滑坡孕育的贡献是显著的。     

地震高位滑坡形成条件及抛射运动程式研究

 根据典型地震高位滑坡坡体结构特点及地震斜坡响应,对其形成机制进行探讨,认为P波的垂直上抛作用及S波的水平剪切作用,将强卸荷带下限以外裂隙切割的岩体结构面贯通并使其丧失与下部岩体的结合力,后至的面波经地形放大后,巨大的加速度(通常＞2 g)将斜坡上部表层高位岩体近水平或斜向上抛出,形成地震高位滑坡。     

基于地面三维激光点云的滑坡破坏边界岩体结构特征分析

岩质滑坡边界受岩体结构控制,通过三维激光点云能快速获取滑坡边界岩体结构信息,为滑坡成因分析提供数据基础。2008年汶川Ms8.0级地震在绵阳安州区黄洞子沟碳酸盐岩地区触发了大量滑坡,选择区内照壁岩滑坡,利用地面三维激光扫描获取滑坡边界点云数据,基于HSV(hue saturation value)色彩重建技术与基于密度的带噪声空间聚类(DBSCAN)算法,识别了42万余个结构面数据(产状、间距、延续性和粗糙度(JRC)),进行滑坡破坏边界岩体结构特征分析。结果表明:(1)照壁岩滑坡是由整体平整的北侧和南侧边界,以及陡峭的后壁边界组成的楔形体破坏;(2)滑坡破坏边界发育8组结构面(J1～J8),通过与黄洞子沟区域结构面对比确定,除先期结构面外,J5和J8为与滑坡启动相关的新生结构面;(3) 8组结构面间距0.42～5.97 m,发育具有不均匀性,间距较小的结构面(J2,J3,J5,J6)对滑坡边界形成贡献较大;滑坡两侧边界受延续性较高(10.9,9.37 m)的结构面(J1,J2)控制,后壁受延续性较低(2.63～7.22 m)的结构面(J3,J4,J6,J7和J8)控制;(4)滑坡北侧边界JRC值(2～12)最小,两侧边界JRC值(6～16,2～12)小于后壁JRC值(15～35)。基于岩体结构特征数据,认为滑坡破坏边界具有显著的构造成因,依赖构造节理延续性和间距的断面阶步、以及依赖滑坡滑动方向的断面擦痕共同影响了滑坡两侧破坏边界上的粗糙程度,后缘边界是在多组结构面组合控制模式下以拉裂为主破坏的结果。研究成果为类似滑坡破坏边界的形貌和结构研究提供参考。     

虎跳峡龙蟠右岸斜坡变形的地质力学机制探讨

龙蟠为拟建虎跳峡水电站的比选坝址之一，其右岸斜坡发育大规模的松动变形岩体。结合晟新钻孔、平硐等工程地质勘察和CSAMT法物探资料，在分析区域地质环境效应和剖析斜坡岩体变形特征的基础上，否定了该斜坡为“古滑坡”的定论，并基于其特殊的斜坡地质结构和特殊的地质孕育环境提出了斜坡岩体变形的地质力学机制：断裂活动的构造挤压作用造成了近岸岩体的深层破碎；区域构造应力场的转化使岩体呈先压后拉的受力效应，地壳抬升、河流下切使深部岩体卸荷一拉裂和斜坡后部反倾的软硬相间地层发生了弯曲一蠕变和局部倾倒变形；以坡脚深厚覆盖层压缩和塑性变形为主因，斜坡后期主要表现为岩体的局部错滑、扩容等自适应性结构调整和追踪顺坡向结构面的累进性破坏变形，但尚未形成贯通性剪切变形带。龙蟠斜坡的地质结构和变形模式在虎跳峡工程区具有代表性，因此，该结论不仅为虎跳峡电站龙蟠坝址抉择提供了理论依据，也为分析库区斜坡成因演化和评价其稳定性奠定了基础。     

硅酸盐矿物溶解动力学及其对滑坡研究的意义

硅酸盐是地壳岩石最主要的造岩矿物,表生条件下硅酸盐矿物的溶解是普遍的。实验室条件下,硅酸盐矿物存在非线性溶解现象,稳定态溶解速率一般为10-12～10-8 mol/(m2·s),而组分析出一般都是非理想配比的。体溶解速率与比表面积不存在简单的比例关系,但当单晶典型尺寸大于矿物表面上相临缺陷的间距时,体溶解速率则与比表面积呈正比。酸性条件下的溶解速率与H 活度正相关。源于可溶有机质的有机配位体能够络合溶液及固–液界面上的金属离子,可显著提高溶解速率。温度对溶解速率的影响受控于阿雷尼乌斯方程。鉴于硅酸盐矿物溶解规模的影响因素与滑坡灾害的发生条件基本一致,在滑坡灾害的区域性评价中,可以考虑纳入流域地表水化学组分浓度这一地球化学指标。植被可以提高斜坡岩土体的酸度、有机质丰度及地下水径流量,在促进硅酸盐矿物溶解及深层滑坡孕育方面的作用是显著的。     

三峡水库水位涨落条件下奉节南桥头滑坡稳定性分析

三峡大坝建成后，水库将分期蓄水抬高水位，蓄水后库区水位将上抬100多米。由于防洪的需要，库水位将在175～145m范围内变动。库水位的抬升和周期性涨落，将改变岸坡原有的水．岩作用环境与条件，有可能引起库岸边坡与滑坡的失稳。南桥头滑坡位于三峡库区奉节县长江公路大桥南岸，其稳定性直接关系到大桥的安全运行。应用FLAC^4.0对南桥头滑坡在不同水位及涨落条件下的渗流场与应力场进行分析，研究应力-渗流耦合作用下滑坡体的变形趋势与破坏特征：探讨了不同蓄水工况下滑坡稳定性的变化规律及其对桥基的影响。结果表明：南桥头滑坡在现状条件下处于基本稳定状态；三峡水库蓄水后，随着水位的抬升，滑坡整体稳定性逐渐恶化；滑带内塑性区全部连通，滑坡安全系数小于1．0，表明该滑坡在库水位抬升后有可能产生整体失稳。建议采取有效的工程治理措施，消除滑坡对大桥运行造成的安全隐患。     

水位变化引起分层边坡滑坡的实验研究

通过对分层的边坡在水位变化时滑坡的模拟实验，起的滑坡，重点考察了水位涨落速度对坡体稳定的影响，考察了分层坡体的滑坡模式、坡体变形、破坏和渗流引以及坡面从产生张拉裂缝直到形成滑面的整个过程，并对这类滑坡中的现象给出了定性解释。最后用有限元对实验坡体进行了应力和位移的静力场分析，计算结果与实验结果基本一致。     

四川都江堰白依庵泥岩矿高陡边坡环境治理和生态修复

矿山创面高陡边坡是矿山地质环境治理与生态修复的难点。该文选取四川都江堰白依庵泥岩矿高陡边坡为研究对象,通过野外矿山地质环境详细调查,认为边坡失稳、滑坡灾害和创面边坡大面积裸露制约白依庵泥岩矿安全生产和环境保护的主要问题。识别出2处创面边坡滑坡,其中Ⅰ#滑坡堆积区岩土体处于欠稳定-稳定状态,Ⅱ#滑坡当前经历过整体失稳滑移,目前处于基本稳定-欠稳定状态。基于生态自循环理念,在创面边坡构建合理的土壤结构,以生态修复措施协助自然生态恢复。将创面边坡分为破碎岩面、完整岩面和滑坡面三种类型,根据泥岩面的特点分布设计生态修复方案和工艺流程。     

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。     

湖南省公路滑坡整治中水的作用及防治对策

指出滑坡的产生及发展与边坡水文地质条件关系密切，结合湖南省大量滑坡整治工程实例，对滑坡水所起的作用作了深入阐述，并对滑坡水的防治措施进行了分析总结，通过改变滑坡体的物理力学性质，从而减小下滑力，达到经济合理的目的。     

大光包滑坡滑带岩体碎裂特征及其形成机制研究

 大光包滑坡是“5•12”汶川地震触发的最大规模滑坡,滑坡南侧暴露长约1.8 km顺层滑带,其岩体高度碎裂,引起广泛关注,6 a来对此开展了持续研究。在前期工作基础上(工程地质测绘、坑槽探及浅孔钻探(钻孔声波)等),对滑带岩体的碎裂特征进行了充分的揭露和系统的描述,结果表明,滑带发育的地质基础是滑前坡体内部发育的层间剪切错动带。强震过程中,由于靠近发震断层的强烈垂向地震动,从而导致坡体沿相对软弱的层间错动带分离,并产生垂向振冲或夯击效应,导致层间错动带的进一步碎裂化。对滑带的细观分析表明,这种强震滑带碎裂化现象不仅存在,而且还表现出伴随碎裂过程的扩容效应。采用物理模拟和PFC数值模拟,进一步验证了强震过程中滑带的碎裂和扩容过程,揭示其产生的内在机制。研究表明,滑带岩体碎裂化及扩容现象具有特殊的工程地质和岩体力学意义：一方面滑带岩体的进一步碎裂、细粒化从物理上降低了滑带的摩阻力;另一方面,也是更为重要的是,由于滑带的夯击扩容,地下水将强力挤入扩容空间,从而可能激发水击作用机制,导致孔隙水压力激增,滑带抗剪能力急剧降低,从而促使滑坡骤然启动,产生高速滑动。     

Numerical simulations of kinetic formation mechanism of Tangjiashan landslide

Tangjiashan landslide is a typical high-speed landslide hosted on consequent bedding rock.The landslide was induced by Wenchuan earthquake at a medium-steep hill slope.The occurrence of Tangjiashan landslide was basically controlled by the tectonic structure,topography,stratum lithology,slope structure,seismic waves,and strike of river.Among various factors,the seismic loading with great intensity and long duration was dominant.The landslide initiation exhibited the local amplification effect of seismic waves at the rear of the slope,the dislocation effect on the fault,and the shear failure differentiating effect on the regions between the soft and the hard layers.Based on field investigations and with the employment of the distinct element numerical simulation program UDEC(universal distinct element code),the whole kinetic sliding process of Tangjiashan landslide was represented and the formation mechanism of the consequent rock landslide under seismic loading was studied.The results are helpful for understanding seismic dynamic responses of consequent bedding rock slopes,where the slope stability could be governed by earthquakes.     

三峡水库调度对库岸斜坡体内渗透压力与斜坡稳定性影响研究

在分析三峡库区松散堆积斜坡岩土体结构和地下水赋存条件的基础上,着重探讨了三峡水库水位调节时斜坡中渗透压力的作用方式和强度,用地下水动力学中潜水渗流理论研究某类边界条件下的渗透压力,提出斜坡渗透压力评价和计算公式,从而为客观地评价斜坡的稳定性状况、设计合理的斜坡防治工程及节约工程造价提供依据。     

Deformation and failure response characteristics and stability analysis of bedding rock slope after underground adverse slope mining

Bulletin of Engineering Geology and the Environment - When mining under bedding rock slopes, bedding landslides are prone to occur. This paper takes the mining-induced bedding rock landslide as the...