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。     

粘土岩质大型滑坡滑带形成机制研究

粘土质大型滑坡在渭河中下游地区广泛分布,簸箕山大型老滑坡位于宝鸡市市中心北坡,其长期蠕变滑动致灾风险较高,是陕西省与宝鸡市国土局重点监测的大型滑坡。为判别分析滑坡变形监测数据与滑动趋势,急需理清其滑带变形样式和滑体运动过程。基于滑坡地形及地层岩性、地下水调查,结合连续取芯钻探数据,进行了滑带及原岩物质成分、水理化性质及应力应变特征的物理化学实验,通过滑带与原岩的实验数据对比分析,结论如下:(1)簸箕山滑坡滑带发育于三门组粘土岩黏粒含量较高的层位中,滑坡蠕变变形亦集中于该位置、渐进扩展;(2)滑带粘土矿物以蒙脱石为主,具有较强的膨胀性和裂隙化特征,使得粘土岩在地下水作用下发生劈理化、塑性化及泥质化,使得剪切面贯通形成滑带。     

云南汤家山松散堆积层滑坡滑带土的微观结构与机理分析

云南省绥江县汤家山滑坡为一由冲、洪积物组成的松散堆积层滑坡。以该滑坡滑带土为主要研究对象,通过野外调查和室内试验,对滑带土的物理性质、微观结构和形成机理进行了分析研究。结果表明:滑坡体的物质成分为砾石、砂、粉砂和粘土,而滑带土主要由粉砂和粘土矿物组成,该滑坡为典型的松散堆积层—基岩接触面滑坡;与滑坡体物质相比,滑带土具有粒度明显变细、含水量变小和密度增大的特点;滑带土边界发育的微孔隙和微裂隙为地表水的入渗提供了有效通道;滑带土的粉粒和粘粒具有明显的定向排列特征,滑带表面发育有两组线形擦痕,反映该滑坡体局部可能发生过至少两次滑动。滑带土的整个力学行为可以概化为排水条件下正常固结土发生了首次剪切变形,后期在边坡开挖和降雨的联合作用下老滑坡体局部沿原有剪切面又产生了二次滑动。     

土—岩界面滑坡变形及成因分析—以陕西南部某滑坡为例

以陕西南部山区土—岩界面滑坡为研究对象,采用野外调查和地质分析的方法,总结出该滑坡变形特点及其成因,得出结论如下:(1)该滑坡为土—岩界面滑坡,滑面上部为土岩界面,下部为含碎石粉质粘土层内错动带;(2)滑坡的形成是受地形地貌、地层岩性、地下水及人类工程活动多种因素的影响;(3)土—岩界面为此类堆积层滑坡主控滑动面。     

大型基岩顺层滑坡滑带形成演化过程与模式

大型基岩顺层滑坡是对人民生命财产及国家重要基础设施安全危害较为严重的滑坡类型,滑带的性质对于这类滑坡具有控制作用,大型基岩顺层滑坡滑带形成演化过程与模式成为这类滑坡研究的重要科学问题。以三峡库区为例,在分析基岩顺层滑坡分布与滑带发育特征的基础上,将滑带形成演化过程划分为3个阶段:原生软岩、层间剪切带和滑带;通过滑带形成过程中原生软岩、层间剪切带和滑带的性质对比,研究滑带形成过程中的物理性质、岩石矿物组成和含量、微结构和连接特征、矿物微观演变、物理化学性质和物理力学性质的演化过程,最后总结得出滑带形成演化模式。     

黄土滑坡滑带土的物理特性研究

以陕西泾阳县泾河沿岸4个典型黄土滑坡为研究对象,通过现场勘察和采样试验,探寻滑带土的物理特性和结构特征差异,以期在实践中为确定滑动面位置提供可靠依据。研究结果显示:黄土滑坡滑带土的主要物理性质指标、电阻率特性、细观结构特征、微观结构特征与滑坡体及滑床有显著差异,在实践中可作为鉴别滑动面的标志;而滑带土的矿物、化学成分没有明显的差异变化。     

西南某堆积体滑坡成因机制及稳定性分析

根据西南某滑坡工程的地质条件,介绍了该滑坡的地形地貌及岩体结构特征,并分析了滑坡的形成机制,指出滑坡本身的特殊结构特征和良好的临空条件,以及易于汇水的特殊地形是诱发其活动的内因,强降雨作用下,滑体充分饱水产生的动水压力以及滑带软化,促使滑块产生平推式滑动。     

滑坡温度特性研究及其在三峡库岸稳定分析中的应用

三峡库区中有上百个大型滑坡,确定这些滑坡发生时的最大滑动速度是库岸稳定性研究中的一个重要内容。研究滑坡温度场,一方面可以了解高速滑坡的机理,更重要的是,通过反测滑带温度。可以定量计算滑坡发生时的最大速度。本文研究了滑坡体、特别是滑带温度场的变化规律,导出了滑带温度场的变化方程;结合摩擦系数的变化规律,讨论了温度与滑动速度、滑动时间、滑体厚度以及滑体热力学参数的关系,并以试验结果加以验证,从而获得了滑体中温度场分布的基本规律;最后,作者根据三峡库区四个大型滑坡滑带温度值,定量给出了滑坡最大速度,其结果与现场资料相当吻合。     

牵引式滑坡后缘破裂面形成机制试验研究

由于河谷下切或者坡脚开挖,常会造成自然斜坡牵引式滑动,形成多级后缘拉裂面。后缘面的形成机制对牵引式滑坡的稳定性分析有重要影响,因此开展试验测试和理论分析。开发能够同时模拟地下水对滑带软化作用和滑坡渐近破坏过程的试验装置,由若干渗透盒构成分段式滑面,可以模拟各种几何形态的滑动面,通过对不同渗透盒注水,可模拟滑带分阶段饱和软化,从而实现对各种滑坡破坏模式的模拟。设计4种试验方案,模拟圆弧型、折线型和直线型滑动面,以及三段线和两段线坡面线。分三阶段设计滑坡工况,测试滑体后缘面破裂倾角。试验表明,后缘面倾角试验值受滑体厚度和失稳滑段位置影响明显。假定牵引式滑坡的后缘面可能形成机制为整体滑动式、滑动拉裂式和滑动剪切变形式,计算后缘面倾角。比较表明,滑动拉裂机制计算值与试验值最接近,在试验值上下浮动,相对误差小于10%。据此认为牵引式滑坡的后缘面形成机制为:底滑面失稳下滑,在失稳滑面末端对应的滑体部位出现了拉破坏区,拉应力由最小主应力控制,拉破坏面方向与最大主应力方向基本一致。     

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。     

唐家山滑坡成因机制与堰塞坝整体稳定性研究

 根据唐家山滑坡的地质背景,研究滑坡及堰塞体工程地质特征,分析唐家山滑坡类型及发生的地质成因机制;基于唐家山堰塞体的岩体结构稳定性分析、宏观现象监控与地表位移监测,研究堰塞体的整体稳定性。研究得出如下结论与启示：(1) 唐家山滑坡属于基岩顺层滑坡,是典型的地震诱发高速滑坡,滑坡滑动带可能发育在层间剪切带,滑坡区发育的构造背景为复式倒转背斜的一翼。(2) 唐家山堰塞体整体结构以块状岩体为主,上覆风化松散堆积物,整体地质稳定性较好;堰塞体地表位移监测显示,泄洪对地表位移有影响,最大位移约140 mm,随后位移增量较小,目前处于稳定状态。(3) 应注重地震诱发滑坡→堰塞湖→溃决→洪水的“多米诺”链式灾变研究;应注重含层间剪切带斜坡的工程地质调查分析和地震滑坡危险性研究。     

多道瞬态面波在滑坡地质灾害勘察工程中应用

将多道瞬态面波法应用于滑坡地质灾害勘察,是查清滑坡体地质情况的一种行之有效的方法,不仅能划分出滑坡体的岩土分层情况,而且可以对岩土勘察计算出的滑动面与多道瞬态面波法实测软弱面进行对比分析,提高对滑坡滑动面的认识,为滑坡处治提供可靠的基础资料。     

大型滑坡演化机制及滑带剪切特性试验研究

 古水水电站争岗大型滑坡堆积体方量高达4.75×107 m3,地质勘测揭示该滑体主要由基岩、滑带土和松散堆积物组成,且滑带土层为贯通的底滑面;首先对堆积体历史演化过程和滑坡体形成机制进行详细分析,对现状及未来失稳模式进行定性判别,认为滑体处于沿贯通底滑面蠕滑变形状态;对滑带土基本特性分析的基础上,开展不同条件下室内大型直剪试验,研究天然状态下变形和强度的关系、抗剪性能参数取值;探讨含石量、含水量对抗剪强度的影响;从而寻找出合理的计算参数,开展稳定性评价。研究结果显示：天然状态下,滑带土黏聚力为30.31～43.94 kPa,内摩擦角为25.82°～30.49°;且含石量和含水量对抗剪强度影响显著,含石量75%为阈值,低于此值,抗剪强度随含石量的增加而增大,超过此值,随含石量的增加而减小;含水量的增加导致强度降低,黏聚力、内摩擦角降低基本呈指数关系。稳定性评价成果与定性分析相吻合,滑体各种工况下均存在滑塌的可能性,开展治理措施研究显得至关重要。     

Moisture content effect on the ring shear characteristics of slip zone loess at high shearing rates

The residual strength of slip zone loess is strongly affected by the moisture content. To explore such an effect, slip zone loess obtained from Baqiao landslide was used in ring shear tests under moisture content ranging from 6% to 29%. Laboratory tests were utilized for the determination of the stress–displacement relationship and residual strength parameters for the effect of moisture content in loess. The experimental results showed that the residual strength generally decreases with increasing moisture content. In addition, for a given shearing rate, the residual strength at any moisture content is approximately proportional to the normal stress. The stress fluctuation of shear stress was found to be greater with high shearing rates. Furthermore, the effect of moisture content on the residual strength parameters (cohesion and friction angle) was presented: the residual cohesion of slip zone loess was observed to increase with moisture content to a certain limit that approaches the plastic limit, above which it decreases. Also, the friction angle of slip zone loess was found to decrease with increasing moisture content. Additionally, due to the increase of the moisture content, the scratch color on the shear surface changed from the original color yellow to brown and the thickness of the shearing band of samples reduced. Finally, the mechanism of the influence of moisture content on the macroscopic morphology of the shear surface was also analyzed and illustrated. The study may provide a basis for understanding the shear behavior of slip zone loess under different moisture contents, as well as guidelines for loess landslide stability prevention and prediction.

     

不平衡推力法在某滑坡中的应用

通木溪滑坡为一老滑坡.其前缘为滑坡强变形区,中部为弱变形区,上部为老滑坡区.滑坡复活始于1998年,近年来已造成不同程度的经济损失.在介绍不平衡推力法原理的基础上,利用该方法对通木溪滑坡进行稳定性分析,计算3种工况下的安全系数,最后提出工程整治措施.经对比得出,计算结果与野外调查实际情况基本相吻合.     

凤凰山边坡自重作用下破坏模式的数值模拟分析

北川县擂鼓镇凤凰山滑坡为由“5·12”地震诱发的大型滑坡.通过对该滑坡的地质调查研究,总结了该滑坡的地质特征;通过Midas/GTS建立复杂坡面的三维地质模型,运用FLAC3D的强度折减法进行模拟计算,分析滑坡在自重作用下的应力场和位移场,研究潜在的破坏区及破坏模式.分析可知,在自重情况下,滑坡上部坡体对下部坡体产生推力,在滑坡前缘易出现推移式破坏.滑坡中上部主要为“压-剪”破坏模式,采取减轻滑坡后缘坡体重量的措施有利于滑坡的稳定.     

浅谈碎石土滑坡的勘察方法

以阳泉—盂县高速公路五架山滑坡勘察为例,阐述了碎石土滑坡的基本勘察方法,得出滑坡工程地质调查与测绘及滑坡滑动面的寻找是碎石土滑坡勘察过程中的重要工作,稳定性计算时定量评价服从于定性评价的结论。     

大光包滑坡滑带碎裂岩体原位钻孔剪切试验研究

安县大光包滑坡是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,其岩体高度碎裂化,引起广泛关注。为准确评价滑带碎裂岩体的强度参数,笔者在前人研究的基础上开展了细致的野外调查工作,采用法国Phicometre岩土两用原位钻孔剪切试验仪对大光包滑坡滑带碎裂岩体进行了原位剪切试验。将试验结果与Hoek–Brown岩体强度准则估值和基于工程地质类比法的力学参数建议值进行了对比分析。基于以上研究,提出了大光包滑坡南侧顺层滑带碎裂岩体力学参数建议值:内聚力为245~480 k Pa,内摩擦角为25.0°~26.5°。     

Effect of locally accumulated crushed stone soil on the infiltration of intense rainfall: a case study on the reactivation of an old deep landslide deposit

An old landslide deposit situated in Deqin County, Yunnan Province, China, was used to investigate the effects of local accumulation of crushed stone soil on infiltration of intense rainfall. This study considers the infiltration process and landslide stability using finite-element method (FEM)-based models and a physical experimental model. The results show that reactivation of the old landslide was triggered by intense rainfall that occurred on 7–9 October 2012. The crushed stone soil played a key role in the rapid infiltration of rainfall deep into the landslide deposit. Accumulated rainfall and runoff water caused the formation of high pore water pressure in the crushed stone soil, which induced higher infiltration of the surrounding soil due to the higher gradient. The original slip zone was another key factor, as infiltrated water accumulated at the slip zone and form a high pore water pressure due to the lower permeability of the slip zone. The high pore water pressure that formed at the slip zone was the main factor triggering reactivation of the landslide during the rainfall.

     

考虑流固耦合作用的库岸滑坡变形失稳机制

 当前，在库水位下降引起滑坡变形失稳机制的认识上，仍存在不足。基于渗流计算结果，采用有效应力法对边坡进行应力–变形分析和稳定性计算的传统方法，仅考虑由水体自重渗流产生孔隙水压力，而没有考虑水位下降引起滑带处的超孔压，从而产生不切实际的变形分析和稳定性计算结果，对滑坡的变形和失稳机制产生错误的认识。在流固耦合理论基础上，以黄土坡滑坡前缘临江崩滑堆积体作为工程实例，通过对泄水下滑坡流固耦合作用的数值模拟，得到应力场、变形场及孔压场的变化规律，探讨考虑应力场与渗流场耦合作用的滑坡变形失稳机制，并进行非耦合和耦合计算方案下滑坡稳定性变化趋势。研究结果表明，库水位下降引起滑带附近的超孔隙水压力是诱使滑坡变形和失稳的重要原因。