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。     

斜倾厚层山体滑坡视向滑动机制研究——以重庆武隆鸡尾山滑坡为例

 以武隆鸡尾山滑坡为例,通过地质条件、采矿扰动等分析,运用FLAC3D模拟,研究在重力、岩溶、底部采矿活动等因素下山体的变形破坏特征,认为斜倾厚层山体滑坡视向滑动应具备5个条件：(1) 层状块裂结构,滑坡体被多组不连续面切割,呈积木块体,离散性好;(2) 山体倾向阻挡,受下部稳定山体阻挡,迫使滑坡体沿真倾角方向顺层滑动偏转为视倾角方向滑动;(3) 临空视向剪出,滑坡体视倾角方向斜坡被河流、沟谷深切,为滑坡体提供了转向滑动的临空面;(4) 驱动块体下滑,山体后部的积木块体沿软弱层面长期蠕动,抗剪强度由峰值逐渐趋向残余值,下滑力逐渐增加;(5) 关键块体阻滑,下滑驱动块体沿视倾角方向滑动前缘存在一相对稳定的块体,随下滑推力增大和内部强度降低,沿损伤带瞬时脆性剪断,形成整体滑动,因此,对这类斜倾层状结构的山体地质灾害的监测和防治必须以前缘阻滑的关键块体为重点。在此类斜倾厚层山体中,矿层大都位于滑带100 m之下,因此,采矿活动主要通过应力环境的调整和层状块裂岩体的差异沉降2种方式对滑坡构成扰动。     

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。     

“1•11”镇雄灾难性滑坡滑动机制——高孔隙度土流态化启动与滑动液化

 针对2013年1月11日云南省镇雄县果珠乡高坡村发生山体滑坡的特点及滑坡发生过程中存在的疑问,基于灾后及时地质调查、滑坡测量、土体取样和物理力学试验,对滑坡的成灾环境和机制进行研究,结果表明：(1) 在云贵高原北缘垂直气候和微地貌影响下,在所谓的旱季(1月)局地仍有较丰沛的降水;(2) 历史成因和所在层位决定下三叠统飞仙关组(T1f)崩坡堆积物是一套易饱水的高孔隙度易滑土层;(3) 滑源高孔隙度土饱和流态化启动和滑动液化是灾害突然发生和远程运动的力学机制;(4) 结合附近煤矿小规模开采、煤层深埋和滑坡发生时无瓦斯爆炸、无塌方的事实,可以排除地下采矿诱发滑坡的猜测。镇雄滑坡的成灾地质条件和滑动机制在我国西南山区具有一定的代表性,在今后的减灾、防灾工作中需要关注。     

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。     

成南高速公路滑坡稳定性分析及治理

对该滑坡的形成条件、影响滑坡稳定性的因素、滑动面和滑带土的性质进行分析、评价，对边坡稳定性进行了坡前和滑坡后的稳定计算和论证，充分认识工程建设和地质环境的互馈作用。根据滑坡的环境地质特点对滑坡的治理提出支挡和排水的综合措施，对类似滑坡的工程治理具有一定的参考价值。     

双层反翘型滑坡成灾机制研究

 双层反翘复合型滑坡在自然界普遍发育,以具有典型双层反翘型滑坡特征的韩家垭滑坡为工程背景,运用现场勘察、物理模拟、现场监测、数值模拟等多方法、多手段综合研究该类型滑坡的成灾机制。通过竖井、探槽、钻探、物探、地表调绘等多种工程地质勘察手段,直观揭示上、下两层滑动面的分布位置和基本特征,以及前缘岩层反翘特征;通过现场监测,进一步确定了两层滑动面的位置及滑坡运动的阶段性和周期性;运用大块体地质力学模型试验,采用数码像机数字化近景摄影测量技术量测位移场,在实验室进行物理仿真,短期内重现该类型滑坡在漫长地史时期发育、发展、演化和形成全过程以及反翘岩层的弯曲折断渐进破坏全过程;采用弹塑性有限元法分析该类滑坡的变形破坏力学机制和反翘成因。数值仿真结果与现场实际情况、现场监测结果和物理模拟试验结果吻合较好,为防治该类滑坡提供基础性研究依据。     

詹家溪滑坡形成的力学机制与稳定性评价

概述了詹家溪滑坡地段以的工程地质条件和变形破坏特征，从滑坡形成的主要影响因素与受力条件着手，以动态观战分析了边坡应力状态及滑坡形成的机制，并对滑坡进行了力学分类，秀定性分析和力学计算评价了滑坡的稳定性。     

平推式滑坡成因机制研究

 以四川省宣汉县天台乡滑坡为地质原型,采用相似材料的机制模拟法,通过物理模拟再现滑坡的变形破坏过程,进一步验证平推式滑坡的启动机制和张倬元等提出的启动判据公式。研究结果表明,促使滑坡启动的临界水头高度和与滑面倾角之间的关系为：滑面倾角越大,启动临界水头高度越小;反之,滑面倾角越小,启动临界水头高度越大。     

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。     

结构面剪切破坏特性及其在滑移型岩爆研究中的应用

 从锦屏二级水电站深埋隧洞施工中发现结构面的剪切滑移可能诱发极强岩爆,因此为研究结构面对滑移型岩爆的控制机制,利用水泥砂浆作为模型材料制作了3种不同起伏高度的不规则锯齿形结构面并进行了直剪试验,研究了不同起伏高度、剪切速率和法向压力下的结构面的强度特征和破坏机制,并对现场的滑移型岩爆进行了初步的机制分析。研究结果表明,每种起伏高度的结构面的峰值抗剪强度和残余强度均随法向压力增大而增大;随着起伏高度的增加,结构面的抗剪强度、内摩擦角逐渐增加;随着剪切速率增加结构面抗剪强度具有先增加后减小的趋势;不同工况下结构面的破坏机制可归纳为锯齿的滑移错断机制、结构面上下盘的拉伸断裂机制和上盘前端下盘后端的冲击断裂机制,结构面的起伏高度越大、法向应力越高,冲击断裂的规模越大;现场结构面的应力集中程度、结构面面壁凸台的尺寸、强度和位置等决定了滑移型岩爆发生的等级、爆坑深度。     

开孔板连接件相对滑移机理试验研究

为研究组合结构桥梁中开孔板连接件的相对滑移机理,以开孔板厚度、孔中钢筋直径、开孔板孔径为变化参数,进行了21个开孔板连接件抗剪性能模型试验。通过理论分析与试验结果比较,揭示了开孔板连接件相对滑移量主要由孔中钢筋剪切变形量、孔中混凝土压缩变形量和剪切变形量三部分组成,以及抗剪承载力对应相对滑移量随板厚增加而减小,随孔径、孔中钢筋直径增加而增大的滑移机理。     

岩体的构造层次及其成因

岩体具有复杂的构造层次,这种构造层次的范围从微观一致延伸到宏观。但是对于这种构造层次的形成原因到目前为止还没有就内因及外因进行系统的研究。本文基于现有的地质力学研究成果及物理理论对于岩体构造层次形成的原因进行了系统研究。从研究结果可以看出,岩体构造层次的形成既具有岩石初始形成过程中的原因,也有后来的地质运动原因。在岩石形成时,由于不平衡状态的存在及与周围环境进行能量及物质交换,出现了自组织过程及耗散结构,从而形成了相互嵌入的自相似分形结构。地质运动原因是由于外部作用的存在使得地壳处于不平衡状态。不平衡状态为岩体的变形与破坏不断提供能量,从而形成耗散结构。在不同的年代形成不同层次的断层,邻近断层相互成45°角,尺度按2因子变化。由于岩体中存在着自相似分形结构,嵌入系数就是岩体内部构造自相似性的一种外在表现。     

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。     

滑坡变形破坏机理和整治工程的模型试验研究

为分析某滑坡的变形破坏机理以及整治效果,选取了不同的模型材料来模拟相应的岩类,以相似比1∶200建立了滑坡的模型。通过地质力学模型试验,模拟并研究了不同工况下滑坡体位移、抗滑桩和锚杆的受力状态随试验步骤的变化,根据试验结果对滑坡变形与破坏机理进行了分析,比较了2种加固设计参数下的整治效果并进行优化。该成果可为该类滑坡的机理研究和有效整治提供科学依据。     

边坡潜在滑移面关键单元岩体裂隙演化特征细观试验与滑移机理研究

 利用自行研制开发的剪切蠕变细观试验装置与软弱煤岩细观力学特性测控软件,对边坡潜在滑移面关键区红砂岩进行了系统的剪切蠕变试验研究,分析了红砂岩在不同载荷水平的剪切蠕变作用下细观裂纹扩展的时空演化规律及破坏后破裂面形态特征与剪切蠕变强度之间的关系,初步探讨了边坡的滑移机理。结果表明：剪切蠕变作用下,红砂岩宏观蠕变变形与细观裂隙扩展同步进行;红砂岩裂纹扩展方向与剪切应力方向具有一定偏差,且出现多次分岔;裂纹多为绕晶体边缘扩展,扩展路径的不规则性受到岩体晶体分布特征的影响;岩体不同成分之间的应力响应差异、变形不协调和微裂隙之间的相互作用促进了裂隙的萌生和扩展,裂隙多在张拉和剪切共同作用下形成;破裂面粗糙度与剪切蠕变强度呈非线性递增关系,曲率呈先增大后减小趋势。     

板梁状滑坡形成条件、成因机制与防治措施

 以发生于四川省南江县兴马中学滑坡和大河中学滑坡这2个新老滑坡为典型案例,通过详细调查和分析解剖,提出一种新的平推式滑坡类型——板梁状滑坡。板梁状滑坡平面上呈扁长矩形,纵向长度远小于横向宽,剖面上呈薄板状。其主要发生于由近水平巨厚层砂岩和薄层泥岩构成的斜坡陡崖附近,坡内存在一组平行于坡面的长大陡倾结构面。在强降雨条件下,平行于坡面的张裂缝被快速充水至某一临界高度后,强大的静水压力将外侧岩体整体平推出去,形成平推式滑坡,而后随着裂缝内水头的骤降,滑体很快会自行止动。在较系统地研究并查明形成板梁状滑坡必须具备的岩性条件、坡体结构条件、裂缝储水条件以及强降雨触发条件的基础上,针对板梁状滑坡的后续变形破坏模式,提出加强截排水,消除在裂缝内形成高水头的条件;在板梁外侧根部采取短桩或抗滑键阻止板梁进一步向外滑动;顶部采用连梁或锚索约束其倾倒变形等有针对性的工程治理措施。     

青海高原龙穆尔沟红层滑坡变形机制的地质分析与模型试验研究

 以西久公路(S101线)龙穆尔沟DH6#红层滑坡为典型代表,采用地质分析与室内模型试验相结合的方法,对河谷下切和雨水浸润作用下青海高原红层滑坡的变形破坏过程进行研究。在地质力学模型试验中,以坡体开挖来模拟河谷下切卸荷作用,采用均匀毛细浸润技术模拟雨水入渗改变岩土强度的现象。以位移量作为重要指标,先分析河谷下切和雨水浸润对坡体变形的单独影响,再将二者综合分析,并分析二者的作用权重。结果表明,河谷下切和雨水浸润作用在红层滑坡的变形过程中均扮演重要角色,认为坡体变形的根本原因是以红层特殊岩土性质为基础的2次强度衰减过程：河谷下切引起的坡体卸荷松弛(第一次强度衰减)以及临空面的出现是滑坡发生的基础;长期的雨水浸润作用造成岩体强度软化(第二次强度衰减)是滑坡发展的直接原因。把以龙穆尔沟DH6#滑坡为典型代表的高原红层滑坡的变形机制归纳为：原始地貌→河谷下切→坡体卸荷松弛→岩土强度衰减→水的作用→岩土强度进一步衰减→坡体整体滑移。