推移式滑坡模型试验推力加载方法的研究

滑坡物理模型试验过程中采用的加载方式常与所模拟的滑坡原型相关,为了准确模拟推移式滑坡的变形破坏过程,采取在模型坡体后缘施加推力的方式进行加载。为验证该方法的可行性,以简化的刚性滑块为例,将推力加载方法与模型试验中常用的倾斜模型加载方法进行对比分析。结果表明推力加载方法与倾斜模型加载方法相同,均可连续地改变安全系数。为研究整个坡体在后缘施加推力后其坡体内部的应力应变场与推移式滑坡的相似性,分别进行了数值模拟试验与滑坡物理模型试验。试验结果表明,滑坡体随着坡体后缘推力的增大,其剪切破坏逐渐由后缘向前缘发展,直至剪切面贯通发生滑动失稳,其变形破坏特征与推移式滑坡特征基本吻合,验证了后缘施加推力的方法模拟推移式滑坡变形破坏过程的可行性。     

黑河水库引水洞上部滑坡的稳定性数值模拟分析

以黑河引水洞上部滑坡为例,采用二维离散元软件对滑坡的变形过程进行了数值模拟,分别从应力、应变、塑性区分布等方面分析滑坡的变形特征,并对坡面一点的速率、位移情况进行监测,模拟结果与实际观测结果大体上是吻合的,离散元数值模拟在一定程度上反映了坡体变形破坏的总体趋势.     

不同坡角下月壤滑坡机理的离散元分析

月球表面存在不少的高陡边坡,其坡度一般都大于30°,月海区可达48.9°,月陆区甚至可达55.7°,这些高陡的边坡会严重影响未来月球资源开采等活动的安全。通过引入考虑范德华力和抗转动作用的月壤微观接触模型,采用离散单元法模拟了不同坡角下的月壤滑坡试验,对滑坡过程、滑坡机理及常见的工程灾害指标进行分析。结果表明:坡后体积一定,流滑距离会随着初始坡角的增大而增大;最终倾角几乎不受初始坡角的影响;滑坡过程中,当切坡倾角低于60°时,滑坡过程呈现流动状态,高于60°时,滑坡过程呈现类崩塌状态;滑体的最大速度随初始坡角的增大呈现抛物线式增长。     

突发型黄土滑坡的临界水位研究——以甘肃黑方台黄土滑坡为例

甘肃省黑方台黄土滑坡的现场调查表明,地下水位的上升会导致突发型黄土滑坡发生;典型滑坡水位和变形的同步监测,证实地下水位上升到一定限度后会引起滑坡的变形破坏。为进一步揭示水位对土体破坏的影响,采用三轴常偏应力排水剪试验研究了孔隙水压力逐级增加过程中土体的破坏过程。结果表明,孔隙水压力达到轴向应力26%时会引起土体变形的突然增长并破坏,对应了黑方台地下水位占黄土厚度比例为0.4时会引起坡体失稳,并通过现场调查滑坡水位和黄土厚度验证了试验结果。结合试验和调查,以水位比例建立了这类滑坡的判识方法。     

牵引式滑坡降雨预警判据的模型试验研究

以河南省灵宝市麦尖窝滑坡作为试验对象,进行室内人工降雨模型试验,研究降雨作用下牵引式滑坡的变形破坏规律,并提出适用于研究区的降雨预警判据。采用含水率传感器、坡面示踪点和数码相机等仪器设备对关键部位含水率、坡面变形和裂缝发育情况进行监测、记录。试验表明在强降雨作用下,边坡表现为自下而上的渐进式牵引变形破坏。通过分析模型各关键部位的变形破坏特征和含水率监测数据,确定牵引式滑坡变形破坏过程中的关键时间节点,并将整个过程划分为变形启动、变形加速和整体破坏3个阶段。基于以上变形破坏模式,提出以滑坡坡脚、坡肩表面出现贯通裂缝时的持续累计雨量E₁(75 mm)、E₂(180 mm)分别作为麦尖窝滑坡的橙色、红色降雨预警判据。     

基于非饱和蠕变模型的滑坡长期变形数值模拟

绝大多数滑坡的发生都与水直接相关,滑坡土体经常处于非饱和状态,而坡体的失稳破坏大都经历了一个时间过程,即滑坡变形具有蠕变性质。因此,绝大多数滑坡的失稳过程实质为非饱和蠕变过程,数值模拟时考虑渗流耦合蠕变效应更能符合滑坡变形的真实状态。根据前期研究成果所得的非饱和土非线性蠕变模型及其三维形式,采用试验数据对模型进行验证。由于常规商业有限元软件没有提供适合特定土体的非饱和蠕变模型,编制了基于渗流及蠕变耦合计算的有限元计算程序,并利用该程序对树坪滑坡在库水位变动下的变形过程进行了数值模拟。结果表明,计算结果与实际变形的监测值趋势比较接近,说明本文所建立的蠕变模型合理,编制的程序可靠,可用于实际滑坡的长期变形计算。     

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。     

百林新村滑坡变形监测

介绍了百色水利枢纽移民安置点百林新村后山坡出现滑坡的地质及其他原因,通过对百色水利枢纽工程百林新村移民点滑坡变形监测,概述了建网及观测的过程,并通过观测的数据来分析其变形及稳定情况,提出了滑坡处理意见。     

地层倾角及侧向摩擦对滑坡影响的物理模拟研究

滑坡是黔北地区常见的地质灾害,政府每年都投入大量的资金开展相关的治理和研究,但是针对滑坡变形及其演化影响的模拟分析,目前所开展的工作仍然十分不足。为此,结合黔北地区典型滑坡野外的勘察和调查,设计了不同地层倾角和摩擦条件的6组物理模型对滑坡变形进行了研究,并应用PIV技术对滑坡变形演化过程中的应变速率场进行了分析探讨。研究表明：(1)地层倾角对滑坡具有强烈的控制作用。低地层倾角条件下,坡体的变形演化存在穿时现象;而高地层倾角条件下,坡体主要是从后缘到中部,再到前缘的逐步扩展变形。(2)侧向摩擦强度影响坡体的几何形态,具有较高侧向摩擦力的滑坡,形成的坡体几何形态呈条带状分布特征;相反,具有低摩擦力的滑坡,则形成近似椭圆形状的坡体。该物理模拟结果可为黔北地区滑坡演化过程的理解提供构造物理学证据。     

降雨与库水作用下谭家河滑坡变形响应规律分析

三峡库区谭家河滑坡坡体结构特殊，形成机理复杂，自2006年12月开始监测以来，至今仍持续着位移变形。在分析谭家河滑坡变形特征(2015～2020年)的基础上，把GPS人工和GPS全自动监测数据精细划分为多个阶段，采用定性与定量相结合的方法对库水位、降雨量数据进行分析与处理，并结合地下水位监测数据，对滑坡变形响应规律进行总结归纳，揭示滑坡诱发因素与诱发机制。结果表明：(1)谭家河滑坡累积位移呈稳定-阶跃的增长趋势，在自重、库水位波动以及大气降雨等因素的共同作用下，滑坡促滑段不断挤压阻滑段发生推移式蠕动变形。库水位升降是滑坡变形的直接因素，降雨对滑坡变形起促进作用，汛期连续2个月月降雨量达到160 mm以上，会极大促进滑坡变形。(2)库水位从175.00 m低速下降至160.00 m的过程中，库水的浮托减重、浸泡软化效应使坡体变形保持低速增长；库水位从160.00 m快速下降至145.00 m的过程中，库水位下降速率越大，形成的指向坡外动水压力越大，导致坡体变形更加明显。(3)低水位运行阶段，由于库水位快速下降对滑坡变形有一定滞后效应，使坡体在库水位两次145.00 m低水位运行期间仍持续...     

南江县古坟坪滑坡降雨入渗观测与稳定性分析

为研究降雨条件下浅层土质滑坡的入渗规律及其对稳定性的影响,以南江县古坟坪滑坡为例,对该滑坡区及其邻近区域开展了不同深度体积含水率和基质吸力监测。结合实时降雨量资料,分析降雨条件下坡体内部的含水率和吸力的动态变化过程,并基于无限边坡模型开展坡体稳定性计算。结果表明:2^#监测点位于滑坡邻近区域,初始体积含水率随深度的增加而减小,但滑坡区后缘存在基岩汇水点,导致1^#监测点初始体积含水率随深度的增加而增加;1^#监测点基岩面处存在入渗的优势通道,降雨时基岩面处体积含水率最先响应;降雨过程中稳定性系数随着深度的增加不断减小,最危险的滑动面处于基岩面,但是现阶段滑坡处于稳定状态,稳定性系数>1。通过对滑坡体入渗规律和稳定性的分析,可为该类典型滑坡的预报预测、危险性评估及灾害治理提供科学的理论依据。     

白格堰塞湖泄流对上游岸坡稳定性的影响

2018年10月11日,位于西藏江达县和四川白玉县交界处的金沙江沿岸发生了大型山体滑坡——白格滑坡,造成金沙江堵塞并形成堰塞湖;2018年11月3日该处发生二次滑坡,再次堵江并造成堰塞湖蓄水量增加。为了研究白格堰塞湖在人工挖槽泄流阶段对上游岸坡稳定性的影响,以堰塞体上游某天然岸坡为例,采用有限元软件PLAXIS研究了该边坡在水位下降过程中的变形特征及稳定性变化规律。结果表明:①随着堰塞湖水的逐渐泄流,坡体表面位移变形逐渐增大,坡体后缘部位最大位移达到8.5 cm,中部和前缘变形相对较小;②水位下降过程中,坡体后缘的塑性区向下扩展,但未形成贯通的塑性区,同时安全系数也逐渐减小,最终为1.16;③各降水阶段坡体的最不利滑裂面相同,滑弧剪出口位于滑坡体高程3 150 m处,距坡脚约250 m,确定了该岸坡潜在的滑坡形式为高位滑坡。研究成果对后期该区域滑坡灾害的预防和控制有一定参考价值。     

隧洞开挖渗流场变化对滑坡稳定性的影响数值模拟分析

为研究隧洞开挖对滑坡渗流场、坡体变形及稳定性的影响,在对某滑坡滑体物理力学及水理性质进行研究的基础上,采用Modflow有限元差分三维软件对隧洞开挖前后的地下水位进行数值模拟计算,分析隧洞开挖后渗流场的变化,并以此结合Geo-Studio软件对滑坡处于天然及开挖情况下水位变化后的稳定性及变形进行了分析研究。结果表明:隧洞开挖后地下水渗流场发生改变,隧洞开挖处产生明显涌水现象,开挖2 a后地下水位降低约20 m,开挖区形成明显“落水洞”,地下水位变化主要体现在滑坡前缘;隧洞上部2^#次级滑体在抗滑力减弱和有效应力增大的双重作用下变形加剧,其下滑带动1^#次级滑体变形。隧洞上部2^#次级滑体最大变形量12.42 cm,但滑坡的稳定性变化较小。     

恩子坪2#滑坡体稳定性数值模拟

恩子坪2^#滑坡体位于白鹤滩水电站下游约8.6 km处,属于典型的基岩—顺层滑坡。为了研究该滑坡体的变形破环特征,通过物理模拟试验从成因机制对其稳定性进行定性分析;同时,结合工程勘察资料,采用数值模拟方法,论述了不同工况下滑坡体的位移、应力及变形规律。结果表明:物理模拟试验与数值模拟相结合是分析滑坡成因机制的有效途径;滑坡体的位移量由基岩到滑体逐渐增大,洪水位工况下最大位移量为185 cm,其变形主要发生于滑体;最大拉应力出现在滑坡体的水下堆积物处。自然状态下,滑坡体基本稳定,安全系数为1.065 6;洪水位工况下,滑坡体安全系数降低至0.76,此时,滑坡体趋向于不稳定,滑体前缘可能出现局部失稳下滑。通过对典型滑坡稳定性的深入研究,可为类似破坏机制的滑坡稳定性分析提供参考。     

西南某水电站库区古滑坡堵江成因 及变形破坏机理研究

通过现场调查,结合边坡的地形地貌、坡体结构、变形破坏和江岸纹泥沉积特征,分析认为滑坡在变形破坏后高速下滑,撞击对岸山体并堰塞堵江,在经历长期的河湖相沉积后逐渐溢流溃决,部分滑体分别残留于左、右岸山坡上。根据恢复的原始地形,通过刚体极限平衡分析可知滑坡为地震诱发,为了进一步研究滑坡堵江成因和变形破坏机理,运用离散元数值软件进行模拟分析。研究表明天然状态下坡体浅表部沿层面和缓倾坡外优势结构面产生卸荷拉裂,地震作用使坡体内部层面拉裂并沿缓倾坡外优势结构面剪断破坏,其破坏堵江过程可概括为前缘剪切变形、后缘震动拉裂→滑面贯通、高速下滑→铲刮河床、刨蚀对岸山体→前缘受阻隆起、后缘坐落下滑、中部堰塞堵江→震后停积自稳,坡体具有明显的动力放大效应。     

南江县浅层土质滑坡降雨入渗规律与成因机理

为揭示土质滑坡中降雨入渗规律和滑坡成因机理,通过对四川南江县100多个滑坡进行现场调查、统计,选取二潢坪滑坡深入剖析典型滑坡成因机理,对降雨量、GPS累积位移、土体孔隙水压力、土体含水率等综合因素分析后,采用有限元数值法对滑坡的降雨入渗过程进行模拟。结果表明:浅层土质滑坡中孔隙水压力及含水率变化有明显滞后现象,降雨初期以垂直坡面入渗为主,一段时间后则以坡向渗流为主;斜坡中前缘孔隙水压力变化比后缘对降雨更敏感,其原因为前缘黏性堆积体、侧壁陡崖及基岩面共同构成斜坡储水边界;因滑体结构的各向异性,降雨过程中土体中局部孔隙水压力及渗流力瞬时剧增,土体饱水使得软黏土层发生软化,最终导致斜坡整体失稳。     

南江县浅层土质滑坡降雨人渗规律与成因机理

为揭示土质滑坡中降雨入渗规律和滑坡成因机理,通过对四川南江县100多个滑坡进行现场调查、统计,选取二潢坪滑坡深入剖析典型滑坡成因机理,对降雨量、GPS累积位移、土体孔隙水压力、土体含水率等综合因素分析后,采用有限元数值法对滑坡的降雨人渗过程进行模拟.结果表明:浅层土质滑坡中孔隙水压力及含水率变化有明显滞后现象,降雨初期以垂直坡面入渗为主,一段时间后则以坡向渗流为主;斜坡中前缘孔隙水压力变化比后缘对降雨更敏感,其原因为前缘黏性堆积体、侧壁陡崖及基岩面共同构成斜坡储水边界;因滑体结构的各向异性,降雨过程中土体中局部孔隙水压力及渗流力瞬时剧增,土体饱水使得软黏土层发生软化,最终导致斜坡整体失稳.     

乌东德金坪子滑坡地表变形特征与地下排水效果

为了保障乌东德大坝的安全运行,有必要研究近坝滑坡体金坪子滑坡的地表变形特性并分析其地下排水效果.为此,基于表面变形观测成果和地质资料,分析了滑坡体表面变形的增量、空间分布和时变特性.结果表明:金坪子滑坡体Ⅱ区变形最大且处于蠕滑变形状态,Ⅰ区次之,其他区变形较小,滑坡体具有牵引式变形特点;Ⅱ区前缘变形大后缘变形小,年同期...     

巨石混合体边坡失稳模式研究

运用离散元数值模拟方法,对具有大块石堆积特征的巨石混合体边坡的失稳模式进行了研究。结果表明,巨石混合体边坡中块石表面摩擦系数的降低会导致边坡的运动变形,变形模式以块石的平移为主,个别块石发生转动;块石在变形过程中重新镶嵌、咬合,具有自稳性;巨石混合体边坡主要的失稳范围为坡体的前缘和中部,竖直方向上坡体中上部的变形量较大,坡体下部变形量较小;前部块体的变形会导致后部块体失去支撑而发生变形,属牵引式的失稳模式。     

管道漏水引起黄土滑坡失稳机理研究

2011年3月2号,甘肃东乡县城发生重大地质灾害——滑坡,威胁县城2/3安全。通过对东乡县城"3.2"滑坡的现场勘察,分析了滑坡的发育特征,并对非饱和黄土进行土水特征曲线吸湿测试,运用饱和非饱和渗流理论,进行了管道漏水滑坡渗流场模拟,探讨了管道漏水引起的黄土滑坡渗流场变化规律。最后,对原始边坡与管道漏水边坡的稳定性进行了对比,认为管道漏水是滑坡发生的诱发因素。