基于离散元法的偏转型滑坡运动堆积特征分析

为了进一步认识山阳偏转型滑坡的运动特征,基于离散元数值方法对滑坡运动堆积过程进行模拟分析。结果表明:滑坡体前缘各监测点的岩土体的运动空间大小、能量传递效率及受到偏转阻止作用大小的不同是前缘岩土体运动速度表现出显著差异的主要原因;滑坡体中部各监测点的岩土体作为滑坡前、后缘岩土体能量传递的主要媒介,其运动速度表现出多次加速特征;滑坡体后缘各监测点的岩土体则主要经历加速和减速2个运动阶段。根据滑坡的运动速度和水平运程可将山阳滑坡划分为高速近程滑坡,其堆积体厚度分布总体表现为沿运动方向呈先增加后减小的变化趋势。     

滑坡碎屑流运动特征的模型试验研究

运动距离、速度变化及堆积体厚度是滑坡致灾区域和致灾强度的主要评价指标,其复杂的运动机制使灾害预防十分困难。通过开展室内滑坡模型试验,研究了岩土体类型、斜坡坡度和滑体体积对其运动特征的影响。试验结果表明:滑坡碎屑流的运动距离受控于岩土体类型,且随着碎屑粒径的增大而增大。且随着斜坡坡度的增大,滑坡由分级启动向整体启动转变,撞击坡脚引起的持速特征,是造成同等规模下滑坡运动距离和堆积厚度差异的原因。同时,滑坡规模越大,其运动距离越远,符合滑坡的规模效应。     

河流作用下堵江滑坡运动特征差异性研究

【目的】水因素在滑坡灾前变形、运动解体、堆积过程中均发挥重要作用。从水力学角度,讨论河流流水对滑坡堆积、堵塞河道、形成堰塞坝的影响有重要减灾意义。【方法】基于2018年金沙江白格滑坡基础信息,聚焦有、无河流作用下滑坡运动演化过程中滑速、能量、形态特征差异,分别考虑白格滑坡处于无河流流水、有河流流水作用两种情况,开展了其运动过程的DEM模拟、CFD-DEM耦合模拟。【结果】根据计算捕获的速度、能量、形态等滑坡运动特征,量化揭示了河流流水对堵江滑坡的具体影响。【结论】研究发现：(1)河流流水影响下,滑坡体平均速度偏小,因河流影响的滑体部分较少,河流流速变化对滑坡体运动的影响较小且无明显规律;(2)动能和应变能在滑坡高速运动阶段受河流影响更明显,重力势能及能量损失在滑坡堆积阶段受河流影响更为明显,较无河流作用对白格滑坡应变能的影响最大,为1.80%。(3)河流对滑坡体形态特征的影响主要体现为最终纵向堆积长度的变化,滑坡计算启动后70 s,不受河流流水影响时,滑体纵向长度稳定在1.7 km,考虑河流流水影响下稳定在1.5 km,考虑河流影响下的模拟结果与实际情况较为吻合。     

基于统计方法的高速远程滑坡距离预测分析

目前高速远程滑坡最大水平距离的计算方法还不够完善,基于国内外的高速远程滑坡文献资料,结合相关性分析和敏感度分析原理,对高速远程滑坡的最大水平运动距离L、最大垂直高度H与滑坡体积V的关系进行数据分析,并通过多元非线性回归分析,给出了高速远程滑坡最大水平距离的经验公式。研究结果表明:1高速远程滑坡最大水平运动距离与和滑坡体积、最大垂直高度均为正相关,且最大垂直高度的相关性系数更大;2高速远程滑坡最大水平距离对最大垂直高度的变化更为敏感,这与相关性分析保持一致;3考虑最大垂直高度与滑坡体积两因素,提出了高速远程滑坡最大水平距离预测公式。研究成果可用于高速远程滑坡的运动特性分析中,为致灾区域和致灾强度的预测和评价提供参考依据。     

H-M黏结接触模型在某大型岩质滑坡预测中的应用

为了探究大型岩质滑坡在运动过程中的各项特性,提出采用Hertz-Mindlin黏结接触模型模拟岩石颗粒间的相互作用,并将其用于预测某大型岩质滑坡的滑动过程,结果表明:根据滑坡运动速度分布规律,可将岩质滑坡运动过程划分为坡体失稳、加速滑动和减速堆积3个阶段;在边坡失稳阶段,滑坡体整体运动速度小,局部岩体发生坍塌掉落,这是发生大规模滑坡的前兆,应引起重视;滑坡体前部和中部运动速度大,最终堆积到河谷内,而后部坡体滑动受阻,大部分岩体堆积在上部峡谷内部,是发生二次滑坡和泥石流的物源;随着滑坡的运动,岩体结构破坏逐渐增加,岩体贯穿性裂缝出现在失稳阶段。根据滑坡的堆积特征,发现小岩块位于上游,大岩块位于下游,滑坡体往下游运动的距离更远,说明滑坡对下游影响更大。根据以上计算成果,认为将Hertz-Mindlin黏结接触模型用于岩质滑坡的模拟预测是合理的。     

强震触发大型滑坡抛石运动特征研究

大光包滑坡是2008汶川地震触发的最大滑坡。滑坡位于四川省绵阳市安县高川乡,与汶川地震发震断裂直线距离5 km,滑坡最大长度4.6 km、最大高差0.73 km、规模近12亿m~3,改变了近10 km~2地形地貌。大光包滑坡除了具有超强动力与远程运动特征外,还表现出大规模块石高速抛射现象。在对大光包滑坡边界特征、运动和堆积特征分析基础上,研究了大光包滑坡抛石运动特征。结果表明:大光包滑坡抛石发生在滑坡南侧滑体,堆积于门槛石沟;坡体结构、大光包滑坡主滑体与对岸山梁相撞后产生的"刹车效应",以及门槛石沟开阔地形为抛石产生提供了条件;理论计算得出抛石速度平均值为99 m/s。     

地震扰动区碎石土滑坡滑动能力分析及预测

滑坡规模、形态及地形地貌条件是影响滑坡滑动能力的重要因素。在对汶川地震极震区滑坡详细调查编目的基础上,对都江堰地区51个不同形态地震滑坡的滑动能力影响因素进行了相关性分析,依据相关系数的大小识别出了影响滑坡滑动能力的主要因素。基于最小二乘法原理,采用多元线性回归方法对主要因素进行拟合,获得了研究区地震滑坡的滑动距离预测关系式。研究结果表明:影响该地区地震滑坡滑动能力的主控因素有滑坡体积、滑坡平面形态和滑坡前后缘高差;斜坡原始坡度、坡面摩擦系数和滑坡厚度与滑坡滑动距离的相关性较弱,故认为这些因素对滑坡远程滑动的贡献较少;不同几何形态滑坡的滑动能力主控因素有所差别,对不同形态地震滑坡建立了有针对性的滑动距离预测关系式。     

高速远程滑坡加速运动过程能量消耗评判研究

滑坡运动过程中的能量消耗决定了高速远程滑坡碎屑流的最大运动速度和致灾强度,但由于地形地貌、地质条件的复杂性,能量耗散的定量计算存在较大的难度。选取斜坡坡度、斜坡偏转角、岩性、下垫面覆盖物类型、运动路径、横断面形态作为影响滑坡碎屑流运动过程中能量耗散的主要因素。通过详细分析各类因素的耗能机理,运用改进型层次分析法（IAHP）确定因素权重,利用模糊综合评判法（FCE）得出了滑坡运动过程中的能量耗散等级。以某典型高速远程滑坡为例,建立了滑坡运动过程能量耗散分析评判模型。相关结论可为潜在的高位远程滑坡致灾强度和致灾区域研究提供参考。     

贵州印江岩口滑坡过程的数值模拟分析

在对贵州印江岩口滑坡工程地质背景资料和地质条件进行详细研究的基础上,利用离散元方法建立了滑坡的计算模型,对滑坡滑动的整个过程进行了仿真模拟,着重分析了滑坡后部点、中部点和前部点滑动位移与速度的变化规律以及滑坡的堆积形态,并与实测数据进行了对比。计算结果表明,根据位移和速度的变化,可把整个滑动过程分为4个阶段:即启动加速阶段、高速运动阶段、碰撞减速阶段和缓动夯实阶段;较准确的模拟了滑坡体的灾害影响范围和堆积规模;通过对滑体不同点位移和速度的分析,进一步明确了滑坡为牵引式滑坡和不同点在速度、位移和加速度上的变化规律。研究表明,对滑坡滑动过程的数值模拟可以进一步认清滑坡滑动和转化的本质,这将为合理治理滑坡、估算滑坡体对其下方建筑物的破坏范围和冲击破坏力以及灾害的合理评价提供基本依据。     

地震坠落滑动型滑坡发育特点及典型实例分析

汶川地震诱发了大量的地震滑坡,其中坠落滑动型滑坡是一种普遍的地震滑坡类型,滑动特征独特,动力机制复杂。以彭州市九峰村滑坡为实例,介绍了滑坡发育的控制因素,滑坡运动及形成过程经历了后缘崩塌坠落启动、中下部整体启动滑移、滑后堆积等3个阶段。结合地震条件下斜坡岩土体的变形破坏机理,解释了地震坠落滑动型滑坡后壁上部为崩塌坠落裂面,斜坡中部坡体浅层滑动明显,滑坡滑动速度快、距离远,坡脚形成倒石堆危害大,次生灾害链持续时间长等特点。     

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。     

基于黏弹性人工边界条件的岩质边坡动力反应分析

基于数值分析方法,以二维岩质边坡为例,通过布置在边界处的弹簧和阻尼器构成黏弹性人工边界条件,探讨边坡尺寸、形状以及地震波的类型对放大效应的影响.结果表明地震波频率和坡角是地震响应的决定性因素,坡高对于边坡特征点(坡脚、坡顶)的变化敏感性较低.结论如下:对于同一地震波频率,不同坡高对于地震放大效应的影响较小,差别仅在于边...     

岩质滑坡涌浪对三峡库区岸坡的冲刷模型试验

为了解岩质滑坡涌浪对三峡库区岸坡的冲刷破坏情况,以万州港为原型,设计岩体滑坡涌浪物理模型试验,分析了不同滑坡体体积和滑面倾角情况下滑坡涌浪对库区3种不同粒径岸坡的冲刷深度和静水面上下15 m岸坡整体的冲刷特性。试验结果表明:岸坡最大冲刷深度与滑坡体宽度及厚度呈正相关关系;滑坡体体积较大时,岸坡冲刷深度在滑坡体滑面倾角为40°时最大,滑坡体体积较小时,岸坡冲刷深度在滑坡体滑面倾角为60°时最大;岸坡需防护范围为静水面上下7 m,在静水面和岸坡接触的部位需重点防护。根据试验数据,给出了计算岸坡最大冲刷深度的经验公式。     

临界状态下滑坡稳定性分析方法研究

在条分法和极限平衡原理的基础上,将土体的抗剪强度与临界滑动面的倾角联系起来,建立临界公式。利用这一公式分析任意一点临界滑面的倾角随上覆压力变化的规律,验证了当斜坡体厚度小于一极限值时,坡面倾角在0～90°范围内斜坡都不会剪切破坏。另外,在此公式的基础上,建立2个思路,分别对2个滑坡案例的失稳原因进行分析,结果显示与监测资料一致,由此得出了2种方法下剩余下滑力的计算方法。在第2个案例中,分析了推力对斜坡临界状态的影响,并给出了计算公式。这种方法的优点在于对滑动面上的逐点进行了分析,能给出逐点的稳定状态,但是在计算上仍需改进和探讨。该种将岩土体的抗剪强度与临界滑动面倾角即将力学性质与几何形态联系起来进行的分析方法,可为评价坡体稳定性提供理论参考。     

考虑复合滑动边坡内部剪切约束机制的刚体极限平衡方法

有别于平面滑动与圆弧滑动,具有复合底滑界面的滑坡体在滑移过程中,滑体各部位滑移方向因必须适应底滑界面的倾角而各不相同。滑体经过底滑界面转折部位时其滑移方向会产生突变,这种突变诱导滑体内部产生剪切破裂面,滑体内部的抗剪阻力则阻碍这种剪切破裂面的形成,从而有利于滑体的整体稳定。针对前缓后陡的复合滑动边坡,提出了考虑滑体内部剪切破裂面的三滑面刚体极限平衡分析方法,从而反映滑体内部抗剪阻力对边坡稳定的约束机制。以Vajont滑坡为例进行了详尽的案例分析,结果表明,复合滑坡体存在客观的内部剪切约束机制,三滑面刚体极限平衡分析可以充分反映这种机制,该方法可为具有复合底滑界面的边坡稳定性分析提供新的思路和方法。     

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.