顺层陡倾斜坡溃屈破坏机理研究

陡倾顺层不临空滑坡一般难以提前识别其风险，为揭示此类滑坡演化过程和变形破坏机理，阐明其变形运动特征，以重庆市东阳滑坡为例，在详细地质调查的基础上，选取最不利的地质断面建立理论力学模型、地质模型以及陡倾顺层状岩体溃屈长度方程，并基于有限元方法的数值模型进行模拟分析，结合地质调查及数值模拟综合分析了东阳滑坡的破坏机理、演变过程，分解从滑动到堆积的各阶段特征。研究结果表明：(1)东阳滑坡属于典型的顺层陡倾不临空的岩质斜坡顺层失稳破坏，在长期地下水入渗软化条件下，滑动段重力驱动下，滑体顺层蠕滑至锁固段最终剪切溃屈发生整体滑移破坏；(2)滑坡体演化过程符合岩体结构力学中层状岩体板裂破坏理论，并依据其破坏准则建立溃屈段长度方程；(3)通过FLAC^3D软件模拟，滑坡演化过程中水平最大位移的部位发生在滑坡体腰部，纵向最大位移发生在滑体顶部后缘，最大主应力方向在滑坡腰部发生偏转，由平行于主滑面方向向垂直于滑面向外偏转；(4)东阳滑坡运动破坏分解为裂缝发展—滑面贯通阶段、锁固段溃屈—滑体启动阶段、快速滑动阶段、制动堆积阶段4个阶段。     

抚顺西露天矿开挖作用下边坡变形破坏滑动规律研究

为了研究露天煤矿边坡变形、破坏、滑动全过程,以抚顺西露天矿为研究对象,应用 CDEM 方法模拟 开挖条件下抚顺西露天矿南帮坡顶、坡中、坡底的变形、破坏、滑动规律,探讨开挖深度对南帮边坡的影响情况。结 果表明：变形阶段,边坡整体向下压密变形,积蓄变形量;满足破坏条件,进入破坏阶段,边坡顶部受拉,萌生拉张裂 纹,裂纹沿着弱层面扩展,坡顶和坡底裂纹逐渐连接,最终贯穿边坡模型;滑动阶段,裂纹上下贯通形成滑体轮廓, 滑体沿着裂纹面发生失稳滑动,最后在坡底剪出。随着开挖深度增加,南帮弱层出露越多,边坡的临空区域增多, 引发滑坡几率越高,当开挖深度达到标高为-164 m 后,南帮边坡出现大规模滑坡,且滑坡模式为滑移—剪切式,研 究成果为抚顺西露天矿边坡治理与防护提供数据参考。     

降雨入渗对含软弱夹层矿山边坡稳定性影响机制研究

含缓倾软弱夹层的矿山边坡在连续降雨后易发生滑坡,以四川峨眉黄山石灰石矿山磨环凼西侧新滑坡为例,通过现场勘查、工程地质条件分析,利用极限平衡法对该滑坡进行稳定性分析,并建立含软弱夹层无限边坡计算模型分析降雨入渗对此类矿山边坡稳定性的影响机制。结果表明：降雨入渗引起的边坡内部滑动面孔隙水压力上升是诱发滑坡的主要原因;软弱夹层的不透水性会引起滑动面孔隙水压力突变,导致边坡稳定性骤减;降雨入渗的速率、雨水入渗的时长、边坡岩体的含水状态及软弱夹层的不透水特性决定了在降雨入渗的整个过程中滑动面孔隙水压力对边坡的稳定性的影响程度大小。     

南美洲某铜矿排土场边坡稳定性研究#br#

为保证排土场安全生产,以南美某铜矿排土场边坡为例,应用极限平衡法模拟现状排土场边坡在降雨入渗前后以及地震工况下安全系数、渗流场变化规律,结果表明,在降雨入渗之前,排土场安全系数高于规范值,边坡处于稳定状态;降雨入渗之后,边坡体积含水率增加,土体发生软化,强度参数降低,边坡沿软弱层面发生滑动破坏,造成边坡失稳;在地震工况下,安全系数下降明显。在其基础上,利用MIDAS软件建立排土场边坡三维数值模型,并利用有限元法进行数值模拟,结果表明,排土场最易发生屈服的区域为坡角基底处,其物理力学指标较低,底部土体先发生屈服破坏,之后带动上部台阶边坡发生破坏,排土场破坏模式主要以深层滑动为主。2种计算方法结果得出边坡破坏模式不同,边坡发生破坏的趋势相近,体现了2种计算方法的合理性。     

降雨诱发采动滑坡物理模拟试验研究

采动滑坡是岩土工程中极具挑战性的问题之一,采动滑坡为矿区地质灾害的主要类型,其危害性相较于其他类地质灾害更加严重。采煤会诱发平缓结构斜坡发生强烈的地面变形,研究结果表明天然状况下采煤结束后一定时间内地面变形将趋于稳定,采动滑坡的发生受降雨影响显著。以贵州马达岭滑坡为地质原型,马达岭斜坡为平缓倾内的层状结构斜坡,具有上硬下软和上陡下缓结构特征,是受采矿和降雨影响诱发的滑坡。采用物理模拟方法,应用模型箱和相似材料根据相似比建立滑坡模型,采用土压力监测计、孔压力监测计和三维激光扫描仪对模型进行监测,研究了模型在开采与降雨两类工况下变形及内部应力的变化情况和在开采与降雨共同作用下斜坡变形破坏过程,再现了滑坡从孕育到发生的全过程,分析强降雨诱发采动滑坡形成的机制。研究表明:采空区形成后,坡内原有的应力平衡被打破,发生应力重分布,采空区顶板应力卸荷,边界部位应力集中,顶板位置首先发生弯曲沉陷,产生大量离层裂缝,裂缝不断向四周扩展,逐渐形成大量竖向拉张裂缝,采空区的边界部位出现多条斜向裂隙;同时采动的影响不断向上传播,采空区顶板处产生裂缝多与上覆岩体中发育的裂缝贯通形成大型裂缝;降雨作用下,坡内裂缝持续发展,降雨导致采空区及上覆岩体中形成稳定水位,增大坡后的静水压力,使裂缝不断增大,推动斜坡向临空面发生变形,雨水下渗作用下,逐渐沿下部"阶梯状"裂缝、采空区、竖向拉张裂缝形成基本贯通的潜在滑动面,最终在水压作用下,剪断锁固段形成贯通的滑面,发生整体滑动。马达岭滑坡其演化过程可分为3个阶段:①采空区覆岩-斜坡变形阶段:由于开采使上覆岩层产生变形破坏,模型坡表及内部发育大量裂隙,为雨水的入渗提供有利条件;②降雨诱发斜坡整体变形演化阶段:雨水入渗模型,加剧裂缝发育,使模型向临空向发生变形,坡内裂隙已基本贯通,模型到达失稳的临界点;③滑面扩展-滑坡发生:降雨作用下,岩体不断被软化,同时,模型内裂缝充水,使裂缝不断发育直至贯通,导致滑坡发生。因此其变形破坏机制可总结为采空区覆岩-斜坡变形→降雨诱发斜坡整体变形演化→滑面扩展-滑坡发生。     

南美洲某铜矿排土场边坡稳定性研究

为保证排土场安全生产,以南美某铜矿排土场边坡为例,应用极限平衡法模拟现状排土场边坡在降雨入渗前后以及地震工况下安全系数、渗流场变化规律,结果表明,在降雨入渗之前,排土场安全系数高于规范值,边坡处于稳定状态;降雨入渗之后,边坡体积含水率增加,土体发生软化,强度参数降低,边坡沿软弱层面发生滑动破坏,造成边坡失稳;在地震工况下,安全系数下降明显。在其基础上,利用MIDAS软件建立排土场边坡三维数值模型,并利用有限元法进行数值模拟,结果表明,排土场最易发生屈服的区域为坡角基底处,其物理力学指标较低,底部土体先发生屈服破坏,之后带动上部台阶边坡发生破坏,排土场破坏模式主要以深层滑动为主。2种计算方法结果得出边坡破坏模式不同,边坡发生破坏的趋势相近,体现了2种计算方法的合理性。     

基于滑坡特征统计研究黄冈市2016年汛期滑坡成因机理

在2016年黄冈市滑坡灾害实例统计分析基础上总结滑坡现象特征,揭示滑坡发生与降雨的相关性;从斜坡的降雨入渗规律分析其渗流场变化过程与特点,探讨降雨对滑坡的作用机理,分析产生大量浅层堆积体沿基覆界面滑动的原因。研究表明,汛期该区域滑坡特点是以平缓浅层小型或中型堆积层滑坡为主,且主要沿基覆界面滑动。该类斜坡的变形破坏发展过程是坡体表层土体饱和、坡面径流牵引斜坡表面、坡体中后部形成拉裂缝、坡体后缘区域局部垮塌、坡体沿基覆界面滑动,即总体表现为滑移—拉裂模式。研究成果有利于根据该市覆盖层分布状况,有针对性地确定重点的防灾区域,降低抢险救灾工作区域的盲目性,提高全市在汛期对滑坡灾害的管理水平。     

废弃稀土尾矿堆降雨入渗规律及破坏模式试验研究

废弃稀土尾矿堆表现为一种各向异性、结构无序、弱胶结或无胶结的特殊地质体,其入渗规律和破坏模式与一般土质边坡相比差异较大,在极端降雨条件下极易产生局部垮塌或滑坡灾害。通过构建两组有无顶端平台的室内废弃稀土尾矿堆模型,在相同的降雨工况等条件下,对其孔隙水压力、含水率及内外排水速度进行了监测,并对两组模型试验进行了数值模拟,研究其破坏模式和降雨入渗规律。结果表明：①有无顶端平台的废弃稀土尾矿堆模型,其孔隙水压力、含水率和排水速度的响应情况不同,模型B（有顶端平台）3个值都大于模型A（无顶端平台）,其响应也更为敏感;②顶端平台导致废弃稀土尾矿堆模型破坏模式差异较大,模型A破坏模式较为单一且破坏较小,只有坡角产生浅层滑动破坏,而模型B在坡脚处发生较为明显的浅层滑动破坏的同时,坡面破坏区域上方会依次往上产生裂隙,随着试验的进行,裂隙进一步与坡脚的浅层破坏区域汇合后,坡面由下而上依次向下坍塌破坏,同时模型B更易于产生边坡破坏。数值模拟结果与模型试验结果相符合,可为类似试验和有效防治废弃稀土尾矿堆局部垮塌、滑坡等灾害提供有益参考。     

降雨入渗对含缓倾软弱夹层矿山边坡的稳定性影响机制研究

含缓倾软弱夹层的矿山边坡在连续降雨后易发生滑坡,以四川峨眉黄山石灰石矿山磨环凼西侧新滑坡为例,通过现场勘查、工程地质条件分析,利用极限平衡法对该滑坡进行稳定性分析,并建立含软弱夹层无限边坡计算模型分析降雨入渗对此类矿山边坡稳定性的影响机制.结果表明:降雨入渗引起的边坡内部滑动面孔隙水压力上升是诱发滑坡的主要原因;软弱夹...     

双软弱夹层岩质滑坡的滑动模式及变形规律

顺层岩质滑坡具有分布广,破坏性强,滑动机理复杂等特点,其滑动主要受软弱夹层的控制。在自然界中,顺层岩质滑坡往往受到双层或多软弱夹层的影响与控制。针对此特点,通过对山西吕梁山一带的顺层岩质滑坡发育特征与破坏规律进行总结,建立两种含双软弱夹层顺层岩质滑坡计算模型,基于极限平衡法,考虑软弱夹层的抗剪强度在滑坡不同发育阶段的强度衰减,分析发现滑坡在不同的力学判定条件下会以不同的模式发生滑动,且不同模式下滑坡的启滑机理是不同的,模式一为上层软弱夹层软化而引起的,启滑时,上层岩层首先失稳,而下层岩层暂时保持稳定;模式二滑坡的启滑是由于下层软弱夹层软化而引起的,失稳破坏的形式是整体失稳。另外,基于FLAC~(3D)数值模拟,分析了双软弱夹层顺层岩质滑坡的破坏变形规律。结果表明:由上层软弱夹层控制的滑坡滑动变形时,软弱夹层会在前缘发生切层现象,在中部与后缘滑坡会沿上覆岩层与软弱夹层的接触面滑动;由下层软弱夹层控制的滑坡滑动变形中,在前缘断面上层软弱夹层处会发生不连续性变化;在由上下软弱夹层共同控制下的顺层岩质滑坡中,当上层软弱夹层首先软化启滑,下层软弱夹层的软化会导致滑坡上下岩层发生分离滑动;当下层软弱夹层首先软化启滑,上层软弱夹层的软化对滑坡的整体滑动影响并不显著。     

地下资源开采诱发的一种滑坡模式研究 ——以采空触发滑坡为例

矿山开采必然会带来一系列地质灾害问题,采动滑坡作为其主要灾害之一,严重影响着人类生产活动。然而,凭借笔者多年的工程实践经验,对山西煤矿区发生的滑坡灾害进行调查研究后发现,有一类滑坡从发育位置、变形特征、形成机理等方面均有异于传统意义上的"采动滑坡",但又受采动间接影响,兹称其为"采空触发滑坡"。通过对山西煤矿区此类型滑坡的典型案例进行研究分析,总结该类型滑坡特征,区分其与传统采动滑坡的异同点,主要有以下4个方面:采空触发滑坡通常发育在采空沉陷影响区以外的一定范围内;其变形一般在采空沉陷结束后才开始显现,且变形通常持续时间较长;开采沉陷并非滑坡形成最直接的影响因素,而是由坡体内部软岩蠕变破坏所致;采空触发滑坡的发生是一个能量逐渐累积的过程,即具有聚能效应。结合笔者前期研究成果,最后对采空触发滑坡的形成过程和成因机理进行了初步分析发现,该类型滑坡形成机理分为4个破坏阶段,分别为应力调整阶段、蠕动变形阶段、变形加速阶段与斜坡失稳阶段,与其对应的破坏模式为采空沉陷结束—坡体内部岩体应力松弛—软岩蠕变—蠕变作用向坡顶发展—坡体挤压变形、破坏。     

胜利露天矿东帮南部滑坡机制的探讨

分析滑坡的形成机制是进行有效治理的前提。文中在分析胜利露天矿东帮南部滑坡的影响因素的基础上,对滑坡的变形破坏模式,破坏过程和软弱面的形成进行了探讨,认为胜利露天矿东帮南部滑坡是由第四系潜水引起的第四系沉积层圆弧滑动和第四系沉积层、下部泥岩的圆弧—顺层滑动,为进行有效的治理提供了一定的理论依据。     

非饱和土边坡降雨入渗过程及最大入渗深度研究

系统分析了降雨入渗对土体基质吸力、土体应力、位移的影响, 并对非饱和土边坡降雨入渗过程进行了总结分析, 首次从能量角度提出了降雨入渗最大深度的概念, 认为雨水能够在土体中下渗, 主要是因为存在一定的驱动势能差, 通过推导, 得出了最大入渗深度的计算公式, 该公式与土体的孔隙水压力有关。由于降雨而引起的边坡土体滑坡中, 绝大多数滑动面都在边坡土体的最大入渗深度的范围之内, 通过对最大入渗深度和滑动面的关系研究, 可以初步估计滑坡规模, 从而在滑坡治理中计算确定滑动面, 合理地确定治理方案的参数, 如锚杆或土钉的长度、抗滑桩的长度等。     

基于FLAC3D-RAR的边坡稳定性分析和监测预警

以刚果(金)某露天矿边坡滑坡监测为例，结合FLAC3D数值模拟和真实孔径边坡雷达(RAR)两种手段，进行边坡稳定性分析和监测预警研究，实现了滑坡区域、滑坡时间的精准预报，为现场争取了2.5 h以上的临滑应急处置时间，有效避免了滑坡损失；在边坡风险区域位移发展变化特征、滑动破坏初始位置和滑动区域等方面，RAR边坡雷达监测数据均验证了FLAC3D数值模拟结果的准确性；同时表明FLAC3D可及时发现当前滑坡隐患区域之外的风险，为雷达监测做必要的补充，为充分处置滑坡隐患提供依据，提高了露天矿边坡管控水平。研究成果可为同类边坡的蠕动型滑动破坏预警提供参考。     

采空滑坡成因机制分析

在现场地质调查的基础上,对滑坡变形破坏特征和发育过程进行了分析,结果表明:滑坡失稳破坏系地下采空诱发,进而对地下采空诱发地表斜坡失稳机制进行了探讨。地下采空导致整个上覆坡体变形沉陷并发生地表浅部滑动破坏,其变形过程可以归结为4个阶段,即煤层开采、后缘拉张、坡体剪切、滑坡发生。     

别斯库都克露天煤矿边坡破坏特征与稳定性分析

针对别斯库都克露天煤矿西帮和南帮设计的倾斜边坡破坏问题,开展了顺倾边坡破坏机理研究,分析矿区可能存在的破坏特征,通过数值模拟和稳定性数值计算,确定了矿区变形特征和边坡稳定性。结果表明:西帮区域滑坡特征为沿煤层底板弱层与火烧岩内部滑动,南帮区域滑坡特征为顺倾边坡溃屈破坏或沿着结构面发生失稳;同时,两区域边坡稳定性均不满足安全储备1.10的要求;从而建议西帮火烧煤区域沿露头煤开采,南帮区域破底帮开采。     

基于离散元的黄土滑坡动态破坏过程分析

由于黄土垂直裂隙发育,饱水条件下黄土地区极易发生地质灾害。为了更好地预测黄土滑坡的变形破坏过程,采用离散元软件UDEC对延炼原油山滑坡进行了数值模拟。结果与实际观测大体吻合。离散元方法为边坡滑动的发展趋势、危害性评价提出了有力的依据。     

保康城区大堰小区滑坡成因机制及演变趋势探讨

从滑坡的环境条件、形态特征与变形特征入手,对滑坡成因机制、稳定性进行分析研究。滑坡区后期建房切坡及农田改造形成的多级陡坎,为变形提供了良好的临空条件,在降雨入渗及重力作用下,变形逐步加剧,并最终导致滑坡复活。通过滑坡稳定性定性与定量评价认为,滑坡目前处于缓慢加速变形阶段,一旦条件成熟,可能发生整体破坏。针对滑坡稳定现状,提出了有针对性的防治措施建议。     

扎哈淖尔露天煤矿软弱基底排土场变形区治理研究

以扎哈淖尔露天煤矿排土场为工程实例,基于有限元法应力-应变和极限平衡分析,应用SIGMA/W有限元软件进行模拟分析,研究了软弱基底排土场基底变形破坏特征和工程治理措施.根据基底的变形情况和数值模拟结果,对现状排土场边坡进行稳定性评价,得到排土场边坡滑坡模式为推动式的部分切层-顺层-挤出性滑动,边坡处不稳定阶段;通过对排...     

地震诱发老滑坡堆积体复活机制研究及稳定性评价

北川县筲箕窝滑坡为滑移—溃曲形成的老滑坡,"5.12"地震作用下,该老滑坡堆积体发生复活,中后部形成多级裂缝。基于滑坡的地震复活变形特征,采用Flac3d有限差分法模拟地震对滑坡复活的作用机制,进而根据极限平衡理论进行了稳定性计算。研究结果表明:(1)地震加剧了堆积体变形,是老滑坡复活的诱发因素,复活变形仅发生在老滑坡堆积体内部,滑面为基覆界面,下伏基岩未发生变化,且复活变形受地形坡度及堆积体厚度的限制;(2)地震形成的地表裂缝有利于降雨入渗,降雨成为诱发地震复活体进一步失稳破坏的主要诱因,在暴雨工况下,老滑坡整体处于稳定状态,仅局部复活体可能进一步发生破坏。