斜坡失稳的突变模型与混沌机制

针对斜坡平在滑动失稳问题,运用突变理论方法,给出了快速滑坡和慢还滑坡发生的判据,提出了刚度效应失稳新理论,指出刚体极限平衡稳定性评价方法有较大缺陷;根据建立的斜坡演非线性动力学模型,发现外部环境因素的作用一斜坡系统的响应有复杂的非线性关系,当斜坡本身的非线性作用与外部环境因素的作用能力相当时,斜坡化过程会出现混沌现象,其通向混沌之路是通过倍周期分叉实现的。     

基于降雨阈值建立TRIGRS模型对斜坡失稳区分级

为了对斜坡的稳定性进行可视化分析和预测,论文以玲珑街道斜坡为例,结合数字高程模型TRIGRS,以及地形地貌、降雨等因素,运用降雨阈值模型对斜坡单元变形失稳所需的临界降雨量进行计算,并开展了斜坡失稳影响区及自然村庄适宜性分区评价;结合地质灾害防治规划,对自然村庄活宜性分区防治提出了建议。     

斜坡水-岩化学作用问题

在滑坡发育的温湿气候地区，水-岩化学作用(CWRI)普遍存在于陆源碎屑岩，碳酸盐岩及浅变质岩等构成的各类斜坡岩体中。CWRI的累积效应在引起介质损伤渐进性加剧的同时，矿物、岩石及岩体结构、变形行为、强度及水力学特性等也将随之发生多方面的深刻变化；CWRI对滑坡孕育的贡献是显著的；在许多情况下，它是暴雨(地震)得以诱发滑坡的重要基础。尽管斜坡CWRI已经引起部分学者的关注并已在某些方面取得一定进展，但对它的认识程度依然是较低的。需要进一步研究的问题包括CWRI过程的水量供给、空间域及其扩展的结构与组分控制机理、低渗透岩块中地下水及化学组分的贮存运移规律、液相组分增量的矿物来源与差异贡献、斜坡岩土体对CWRI的综合时效响应及其对后续CWRI规模与进程的反向驱动等。     

有机改性粘土矿物除藻研究进展

水华的频频发生给环境,经济,生态造成巨大的经济损失,严重影响了人们的生活,天然粘土安全无毒,来源丰富低廉,是人们研究的热点,通过改性粘土除藻技术能够有效地去除水体中的藻类,因此,如何改性粘土,提高除藻率引起各学者的关注。本文综述了目前除藻的方法以及有机改性粘土除藻的研究,指出了有机改性粘土除藻存在的问题以及未来的发展方向。     

水玻璃与粘土矿物之间表面反应的实验研究

为深刻认识水玻璃加固粘土地层的机理,用水玻璃溶液与粘土作用,测定粘土作用前后的Ｘ射线衍射、红外光谱和Ｘ射线光电子能谱。实验表明,在８０℃用５０ｇ／Ｌ的水玻璃溶液浸泡６ｈ后烘干的粘土,其整体化学构成的变化很小,以至用红外光谱法测不出来;用Ｘ射线衍射和Ｘ射线光电子能谱法,测出粘土颗粒表面与水玻璃发生了化学反应,这种反应可能增加粘土颗粒之间的胶结力。     

对“斜坡失稳过程的非线性演化机制与物理预报”讨论的答复

<正>笔者发表于《岩土工程学报》2005年第11期的"斜坡失稳过程的非线性演化机制与物理预报"一文涉及的某些问题引起潘岳教授等的深入讨论,在此表示欢迎。现在笔者就相关问题并结合最近的一些研究情况进行说明,以回答讨论文提出的若干问题。     

层次分析法在斜坡失稳灾害预测评估中的应用

着重介绍了斜坡失稳灾害预测评估的层次分析法,对影响斜坡稳定性的各因素进行了深入分析,确定了判别因子,并结合工程实际情况,制定了因子量化原则。     

我国粘土矿物作颜料开发利用的新进展

随着国民经济的发展和人们生活的改善,对颜料的需求量越来越大,尤其是无机颜料,广泛地用于涂料、塑料、造纸、陶瓷、橡胶、水泥等工业部门。我国无机颜料年递增率为13.15％。1982年的产量为21.8043万t,1986年为38.4922万t,增长53.6％。预计1993年为65.4万t左右。 在无机颜料中,许多颜料对人体是有害的,例如铅铬黄(PbCrO_4),内含积累性中毒的铅离     

软土边壁(坡)流鼓破坏模式研究

依据相似模型原理及所建立的相似法则,对软土边壁（坡）破坏模式进行了实验研究。试验研究证实,刚体转动假设不适用于软土边壁（坡）稳定性分析;软土地壁（坡）不取圆弧破坏模式,而是取流鼓破坏模式。模型实验结果与现场试验及理论分析计算结果规律基本和,数据较为吻合。     

类土质路堑边坡变形破坏类型及其稳定性分析

 主要介绍福建地区道路边坡工程，特别是山区高速公路建设，以服务于边坡工程勘查设计与施工及其运营养护为目的，客观实用地厘清边坡工程分类。针对类土质路堑边坡进行工程地质模式研究和归纳，分析相应变形破坏机制，提出其边坡稳定性分析计算方法，作为边坡防护加固工程设计原则和依据。     

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。     

含剪切带单元模型及其在边坡渐进破坏分析中的应用

提出了含剪切带单元模型。根据最小势能原理,确定了由剪切带横截而产生的新节点位移同单元周边节点位移之间的关系,求出该单元的等效刚度矩阵和等效载荷向量,然后和其他普通单元一起形成总刚度矩阵和总载荷向量求解。应用含剪切带单元模型和破坏面自动寻踪技术,模拟了边坡的渐进破坏过程,分析了粘聚力、内摩擦角和残余系数对滑动面形迹和安全系数的影响。计算结果表明,考虑渐进破坏所得到的滑动面类似于悬链线而非圆弧,这与实际观察和理论分析所得的结果一致。进一步的研究表明,滑动面形迹不仅与边坡中的应力与强度有关,而且还与前一段的破坏历史有关。强度参数对滑动面形迹的影响较小,但对安全系数的影响较大。     

顺层岩体边坡地震动力破坏离心机试验研究

 使用相似材料分别制作只含有非连续的层面和同时含有非连续的层面和非贯通的次级节理顺层岩体边坡小比例物理模型,进行离心机动力试验,研究边坡的动力响应和破坏机制以及非连续层面和次级节理对其的影响。试验结果证明：顺层边坡的动力响应对地震波的频率和边坡内部结构面的发育特征敏感,边坡结构面发育越复杂,边坡对地震波的频率响应越复杂,地形放大效应也越明显;顺层边坡的动力稳定性和破坏机制受结构面发育特征控制,含有次级节理的边坡动力稳定性更低,破坏范围也更浅,在破坏过程中还会出现次级节理的张拉破坏导致的岩体内部解体破碎,可能诱发岩石碎屑流。     

地震作用下岩质边坡块体倾倒破坏分析

 基于传递系数法的概念,在建立地震作用下岩质边坡倾倒破坏地质力学模型的基础上,提出考虑地震作用边坡倾倒破坏的解析分析方法,并进一步分析地震作用对边坡倾倒稳定性的影响。该方法采用边坡几何力学参数以及潜在倾倒岩块编号来表征边坡倾倒稳定性分析中变量,从而使每个倾倒岩块的计算变量具有统一的表达式,因此很容易采用Microsoft Excel进行程序化分析。分析结果表明,地震作用下边坡的破坏模式取决于地震影响系数与其临界值的关系,地震影响系数临界值的大小取决于地震力方向以及缓倾结构面的倾角和内摩擦角,当地震影响系数小于该临界值时,按倾倒破坏分析边坡稳定性,否则边坡发生滑动破坏;边坡倾倒稳定性受地震力作用方向和地震影响系数的影响,地震作用方向对边坡倾倒稳定性影响较小,而边坡倾倒稳定性随地震影响系数的增加而显著降低。     

三峡库区巫峡段反倾岩石边坡的破坏机制及判据

 三峡库区巫峡段龚家坊2#斜坡属反倾岩石边坡,发育薄厚互层和软硬相间的岩体结构,在库水位抬升后发生了大型滑塌。为了研究该类岩石边坡的破坏机制和判据,基于龚家坊2#斜坡岩体结构的调查成果,分析厚薄互层的反倾岩石斜坡弯曲变形过程,及库水作用下斜坡的破坏机制。基于叠合悬臂梁模型、独立悬臂梁模型,提出薄厚互层反倾岩石斜坡各破坏阶段的应力判据。采用有限元分析库水软化作用下,龚家坊2#斜坡岩石的强度折减参数及变形破坏规律。研究结果表明：(1) 上硬(嘉陵江组)下软(大冶组)的沉积结构和快速下切的河谷,是巫峡龚家坊至独龙段反倾斜坡普遍发育弯曲变形的关键因素;(2) 厚薄相间的岩层结构,使反倾岩石边坡表现为多阶段破坏,其中,薄层弯曲岩层和厚层坚硬岩层,分别以叠合悬臂梁模型和独立悬臂梁模型建立破坏判据;(3) 库水对该区薄层泥灰岩软化后的抗剪强度小于天然强度的85%,斜坡发生自下而上的渐进式破坏。     

硬岩中倾顺层边坡变形特征和破坏机制分析

 由于线路设计的走向总体上平行于褶皱轴线方向，沪蓉西高速公路湖北省宜昌—恩施段遇到大量的顺层路堑边坡。在全部的顺层边坡中，岩层倾角为20°～60°的硬岩中倾顺层边坡占顺层边坡总量的30%，其稳定性问题和处治措施问题对于高速公路建设尤为重要。通过古树屋滑坡在滑坡起动之后全面的变形监测，分析硬岩中倾顺层边坡的变形特征。在此基础上，进一步研究该类边坡的失稳原因和破坏机制。研究结果显示，由于长期的风化、溶蚀、构造作用和坡体自重应力作用下，在一定深度范围内岩体节理和层面的泥质充填物的存在，抗剪强度的大幅度降低，是硬岩中倾顺层边坡产生滑动的控制性影响因素。对硬岩中倾顺层边坡的研究可以为湖北沪蓉西高速公路宜昌—恩施段的硬岩中倾顺层边坡顺层边坡和其他类似工程的稳定性评价及处治提供依据或参考。     

黏土矿物及粉粒对昔格达组粉质黏土可塑性的影响

结合西昌钒钛钢铁新基地所揭露的昔格达组粉质黏土的矿物组成及颗粒级配,通过验证性试验及前人研究成果,对黏土矿物及土体的颗粒级配对昔格达组粉质黏土塑性指数的影响进行分析。结果表明:黏土矿物及高粉粒含量是影响昔格达组粉质黏土可塑性的主要因素,高粉粒含量对昔格达组粉质黏土可塑性的影响比粉质黏土中黏土矿物种类及含量对其可塑性的影响大。但粉粒含量对黏性土体的塑性指数的贡献值具有一定范围,一般介于6～10。     

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。