关键词： 局部稳定性   点安全系数   混合堆积体滑坡   稳定性分析  

摘要： 文中以沙坝2号大型堆积体滑坡为例,在研究实地工程地质特征、位移特征及位移监测实测资料等基础上,对滑坡的变形特征进行局部差异性分析,进而分析坡体的局部稳定性特征,并利用FLAC^(3D)建立地质力学模型,采用点安全系数法模拟分析该滑坡的力学行为,进行局部稳定性分析,使坡体的局部稳定性与变形特征相吻合。通过对沙坝2号滑坡的地质展开调查、现场监测和稳定性分析,说明滑坡的局部稳定性存在差异,点安全系数法可较准确地计算滑坡体的局部稳定性,也能综合表征滑坡的整体稳定性。

关键词： 滑坡松散堆积体   软弱围岩   大变形   隧道   施工技术  

摘要： 以云南文山州文山至麻栗坡高速公路上的大法郎隧道为研究对象,对隧道土质松散、开挖跨度大的软弱围岩堆积体地层,提出适用于此地层的施工方案及工法,包括加强超前地质预报及监测预警、优化施工工艺及支护结构体系,并采用小导管超前加固等;并对施工过程中出现的掌子面垮塌、隧顶地表塌陷、初支大变形、支护侵限、下穿暗河及高压电塔地表塌陷、支护侵限等一系列问题提出处治措施,为类似工程的安全施工提供经验。

关键词： 滑坡   堆积体溃决   溃散流动   能量守恒  

摘要： 2020年10月11日,久治至马尔康高速公路海子山特大桥施工便道开挖,发生大型滑坡事故。不同于常见滑坡,该滑坡局部滑坡堆积体发生溃决,并产生土体溃散流动。本文运用能量转化和能量守恒原理,分析滑坡堆积体溃决的动力来源,并证明其发生、发展遵循能量守恒原理。

关键词： 倾倒变形体   变形特征   演化机制   数值模拟   防治措施  

摘要： 随着社会经济的发展,人类工程活动范围不断扩张,大量岩质斜坡倾倒变形现象在水电、公路和矿山等边坡中被揭露和发现,引起了众多学者的关注。近年来,针对倾倒变形体的研究成果不断涌现,但研究对象多针对发育于纵向河谷的倾倒变形体,且大多发育于青藏高原东侧深切河谷上游,对横向河谷倾倒变形体研究相对较少。由此,本文研究的南洞子滑坡地处冀北辽西地区,为一处横向河谷发育的倾倒变形体。受前缘公路开挖坡脚影响,发生局部变形失稳,后采用削方减载+截排水沟方案进行应急治理,投入了大量的人力物力,治理费用高达2000余万元,但治理后其变形仍未得到有效控制,变形现象不断加剧,部分治理工程失效。因此对南洞子滑坡的倾倒变形过程和失稳机制进行研究是十分有必要的。本文从倾倒变形体的坡体结构、倾倒变形过程演化、倾倒变形力学机制、堆积体变形失稳机制和防治措施评价预测等多方面展开系统研究,具体研究内容如下:(1)利用钻孔数据和野外调查分析斜坡变形破坏的发育分布规律和坡体结构,进行工程地质分区。(2)运用自然历史分析法深入分析斜坡倾倒变形的演化过程、影响因素和力学机制。(3)研究滑带土的矿物成分、微观结构和不同含水率下力学强度,分析滑带土遇水软化特性。基于位移监测数据,研究坡体变形与降雨之间的关系,分析堆积体斜坡的变形失稳机制和影响因素。(4)采用数值模拟对斜坡在多次开挖过程及降雨工况下的应力应变和位移情况与监测数据进行比对分析,验证堆积体斜坡的变形失稳机制,基于变形情况对防治措施预期效果评价。得出如下结论:(1)发现斜坡岩体朝上游冲沟侧存在明显的倾倒变形现象,两侧边界分别受上下游冲沟控制。并根据钻孔揭露岩芯的岩层倾角、卸荷特征和风化特征等分级指标由外到内将斜坡岩体划分为坠覆体区(A)、强倾倒变形区(B)、弱倾倒变形区(C)和原始基岩区(D)。(2)从地质构造、地形临空条件、地层岩性和岩体组合等四个方面分析斜坡发生倾倒变形的影响因素,认为南洞子倾倒变形体的形成经历了卸荷回弹层间错动阶段、软弱基座压缩岩层弯曲拉张阶段、板梁根部折断阶段和切层蠕滑重力坠覆阶段,并对其力学机制进行分析。(3)对滑带土的遇水软化特性进行研究,发现滑带土中粘土矿物含量较高,力学强度具有明显的遇水软化特性。分析变形监测数据认为滑坡的变形与降雨的关系极为密切,变形程度总体为滑坡后缘侧大于前缘侧,并且后缘滑体发生变形的时间也早于前缘滑体。认为该斜坡的变形破坏机制为推移式,地质力学模式为蠕滑-拉裂。其变形失稳机制为:斜坡岩体多次开挖后出现应力松弛和局部应力集中现象,加剧了斜坡变形。并且由于斜坡岩体松散,风化程度严重,透水性好。斜坡的有效应力和抗滑力出现明显下降,致使堆积体沿着强倾倒底界滑动。(4)通过Flac3D软件分析斜坡在多次开挖和降雨工况下堆积体斜坡内部的应力应变变化和稳定性,通过数值模拟计算发现,堆积体斜坡天然条件下的整体稳定性较好,处于稳定状态,在降雨工况下,堆积体斜坡处于欠稳定状态。基于斜坡变形破坏特征,提出了抗滑桩+格构锚索联合支挡和双排抗滑桩支挡两种防治方案,通过综合对比,认为方案二的双排抗滑桩方案更为合理。

关键词： 高速远程滑坡   颗粒破碎   孔隙水压   耦合物质点法  

摘要： 高速远程滑坡常常会导致灾难性的后果,一直是岩土工程界的重点研究对象。不少学者对高速远程滑坡的变形过程、形成机理和影响范围进行了研究,然而对于大变形滑坡动力过程往往会涉及到颗粒破碎,孔隙水压等一系列复杂问题,孔隙水压对滑坡的启动及运动过程有着重要的影响,传统数值计算方法很难去考虑这类问题,而物质点法(MPM)在处理大变形情况(如高速远程滑坡)具有无可比拟的优势。鉴于此,本文基于滑动面颗粒破碎引起的孔隙水压变化的数学模型,结合传统物质点法(MPM)算法推导出了耦合孔隙水压的物质点法算法,开展了滑坡的运动过程数值模拟研究。本文的主要工作和最终成果如下:(1)介绍了土体颗粒破碎相关的工程现象、室内试验和数值模拟研究,这些研究表明滑动面上滑体材料在剪切过程中出现明显的颗粒破碎现象,使得滑动面孔隙水压上升,是造成高速远程滑坡发生的原因之一。(2)将考虑滑动面颗粒破碎引起的孔隙水压公式的数学模型引入物质点法(MPM)中,给出了相应的算法流程并编制了考虑颗粒破碎引起的孔隙水压耦合物质点法程序。(3)采用MPM方法对简易边坡实例进行模拟,对滑坡的破坏运动过程进行了详细分析,验证了该方法的有效性与准确性。在此基础上,采用耦合MPM方法对简易边坡实例模拟,分析了简易边坡在考虑颗粒破碎引起的孔隙水压的运动规律及其对滑动后的堆积形态的影响;(4)利用耦合MPM程序对深圳渣土场滑坡的破坏运动过程进行模拟,分析了滑动面颗粒破碎引起的孔隙水压上升效应对深圳渣土场破坏变形的范围、滑动面的形态、滑体滑动距离及堆积形态的影响规律。

关键词： 青杠坪滑坡堆积体   库水升降   抗剪强度   演化趋势  

摘要： 青杠坪滑坡为一巨型古滑坡,位于溪洛渡库区金沙江右岸,距坝址约15.5 km,受库水升降作用影响,滑坡局部于2014年4月24日复活,复活体方量约300×104 m^3,灾害使137间房屋及0.6 km乡村公路等毁于一旦,造成约500×10^4元的直接经济损失。鉴于青杠坪滑坡堆积体方量巨大,后期库水升降作用下堆积体可能进一步复活,将对当地居民的生命财产安全造成极大威胁,因此对该滑坡的变形演化趋势进行研究迫在眉睫,研究成果可为类似灾害的防治提供参考。为分析库水作用对滑坡堆积体的影响,以滑坡堆积体上角砾土的现场双环渗透试验和室内干湿循环试验为基础,运用FLAC 3D模拟库区水位升降作用下青杠坪滑坡堆积体变形演化趋势,研究结果显示:青杠坪滑坡表层堆积体平均渗透系数为6.94×10^-2 cm/s,为中-强透水介质;土体抗剪强度指标与干湿循环次数n存在一定量化关系,总体呈线性,但黏聚力与干湿循环次数略具二次函数关系,相比内摩擦角降幅大;库水位稳定于540、600 m高程条件下,坡体整体稳定,随着干湿循环次数的增加,坡体堆积体变形裂缝逐渐加大,稳定性系数不断降低。总体来说,库水升降循环次数达35次时,滑坡体消落带以上780~930 m高程范围及巨型块石上部的堆积体将发生滑动,青杠坪滑坡将再次复活。

关键词： 堆积体   泥岩   滑坡   渗流稳定性  

摘要： 为研究上部堆积体-下伏泥岩类典型滑坡在降雨和库水变动条件下的变形失稳机制,以澜沧江黄登水电站库区某堆积体滑坡为研究对象,在充分调查堆积体滑坡工程地质、水文地质条件的基础上,通过室内土工试验和SWCC试验获取了滑坡各层岩土体的基本物理力学性质、非饱和土水特性及参数,然后利用GEO-Studio软件模拟了该堆积体滑坡的变形失稳过程。研究发现:一般降雨工况下,堆积体内以垂直渗流为主,但是与泥岩接触带,由于其渗透性降低,使得饱和土层不断增厚并蓄积软化滑带,此时坡体稳定性系数为1.194;极端降雨工况下,堆积体内先发生垂直渗流然后转化为沿滑动带的稳定渗流场,滑带土饱水软化和沿下游的稳定渗透力双重做用下导致滑坡体处于临界失稳状态,稳定性系数1.09;综合现场调查结论认为,上部堆积体的高渗透性和下伏泥岩的低渗透性主导了堆积体滑坡的渗流变化过程,是导致滑坡失稳破坏的关键。

关键词： 古滑坡复活   滑坡堵江机理   遥感   合成孔径雷达干涉测量技术   物理试验  

摘要： 古滑坡是斜坡长期复杂演化过程的产物,物质组成复杂、岩土力学性质特殊,具有极强的扰动敏感性。随着人类工程活动不断加剧和极端天气频繁出现,国内外发生了大量古滑坡复活导致的交通、水电工程等重要设施毁坏和人员伤亡等灾难性事件,尤其是山区铁路、公路、水电站等人类工程活动扰动越来越强烈,古滑坡灾害风险日益严峻。本文以2018年7月12日甘肃省舟曲县南峪乡江顶崖滑坡典型案例,以古滑坡体复活形变特征与失稳堵江机理为主要研究内容,利用多时相光学卫星遥感动态监测、雷达卫星时序In SAR形变分析、无人机航拍测量、现场详细调查、以及室内物理模试验等技术手段,对江顶崖滑坡失稳历史、复活形变特征和堵江机理开展了较深入的研究,形成了以下主要认识和结论。（1）通过历史资料分析和遥感解译认为2018年7月12日甘肃省舟曲县南峪乡江顶崖滑坡是一次典型的古滑坡堆积体复活事件。古滑坡堆积体复活主要受到前缘白龙江掏蚀作用和堆积体上强烈的人类工程活动影响,最终在强降雨作用下发生大规模失稳并形成堵江堰塞湖。此次复活区面积1.3×10～5m2,平均厚度26.5m,体积338.1×10～4m3。此次造成白龙江南峪乡段河道堵塞,至13日下午,江面最窄处为5m宽,上游水位上涨7至8m,国道345被冲毁,交通中断,附近南一村、南二村低洼地带的135间民房进水。（2）通过历史文献和历史遥感影像综合分析,江顶崖古滑坡体在1986年、1988年、1990年和1991年分别发生大规模滑动,后3次还发生堵江事件。通过多时相遥感影像对比分析发现,早在1971年3月21日的卫星影像上已可见滑坡前部有明显的小规模滑塌等变形迹象,但滑坡后缘未见明显下错台坎。根据历史资料记载,1991年6月13日江顶崖发生大规模山体滑坡,同时在1991年7月20日的卫星影像上,可见滑坡体堵塞白龙江形成堰塞湖,堰塞湖规模与2018年7月12日滑坡形成的堰塞湖规模相当。对比2010年与2014年的卫星影像,可见滑坡源区在此期间发生了整体下错,后缘已形成明显的错台,滑坡区整体变形进一步加剧,在滑坡下部已形成明显的剪出口。（3）通过滑前2018年1月9日-2018年6月26日间共14景Sentinel-1A升轨影像数据进行In SAR形变分析,获得了该滑坡滑前形变信息。结果显示,滑坡体本身相较于周边地区发生了较为明显的形变,最大形变速率可达80mm/a。结合形变速率结果,在该滑坡体上选取P1点,绘制其历史形变曲线可以发现该滑坡半年以来基本呈现匀速变形状态,而在6月2日到6月14日之间该滑坡体形变猛然增大,推测是坡体受到连续降雨的影响,变形加剧,从14日-26日变形又基本恢复之前匀速变形状态,该点累积形变量达291mm。滑坡发生后,通过4期高分辨率Planet卫星遥感影像对滑坡失稳后的形变进行研究,研究结果表明,在2018年7月12日滑坡失稳之后滑坡仍处于缓慢变形阶段,7月14日之后滑坡趋于稳定状态。（4）通过滑坡物理试验对江顶崖滑坡失稳堵江机理进行研究。首先对滑坡模型进行52min降雨,其目的是先让降雨更好的对滑坡模型入渗,同时也是模拟江顶崖滑坡原型失稳前的强降雨,然后对坡体前缘进行水流冲蚀,滑坡模型的前缘在水流掏蚀的作用下逐渐被水流冲蚀掉,此时的滑坡模型形成了良好的临空面,在降雨的作用下,坡体在缓慢的向前滑动,向前滑动的坡体受到水流的掏蚀作用进一步加强并造成了小规模失稳,最终导致了滑坡模型的前半部分失稳并造成堵塞;发生第一次堵塞之后模型处于暂时的稳定状态,在降雨的作用下坡体继续缓慢的向前滑动,最终造成了滑坡模型整体失稳,并且坡体整体失稳之后造成了第二次堵塞。滑坡模型的状态处于:稳定→失稳→稳定→失稳,这也与江顶崖古滑坡多次复活堵江的失稳堵江模式相吻合。

关键词： 堆积体   推移式滑坡   渗透性   动水压力  

摘要： 牛路口滑坡位于赤水市红星村习水河右岸,严重威胁了滑坡区下方的人员财产安全。通过对滑坡区气象水文、地形地貌、坡体结构特征等的分析,确定了滑坡的基本特征,判断了滑坡的成因机理。其成因机理主要为:在斜坡历史演变的基础上,降雨、地表水沿后缘裂隙、节理垂直入渗,导致岩土体力学强度降低,加上持续强降雨,地下水水位不断抬升,动水压力加大,加速了斜坡变形,最终形成推移式滑坡。针对滑坡的成因建议采取排水、减载、支挡等综合措施。

关键词： 水电站   倾倒堆积体   蓄水作用   变形响应   应力场特征  

摘要： 在我国西南地区水电工程建设过程中形成了大量的水电工程岸坡，其中大型堆积体边坡普遍存在。堆积体的物质成分、结构特征、工程性质等与岩体相比更为复杂，变异性更大，易发较为严重的地质灾害。具有陡倾层状岩体的岸坡经过漫长的地质孕育演化过程，在这个过程中，岩层产生很大程度的柔性弯曲变形但是不发生折断，变形发展到极致岸坡破坏，尤其是受到自然因素如强降雨、地震，或人为因素如工程建设的开挖、加载、蓄水等的影响，可能导致倾倒变形边坡碎裂介质及散体介质岩体产生拉张裂隙、剪切位移、转动、下错塌陷、崩塌等不同形式的破坏在极强倾倒区和强倾倒区形成大规模的倾倒堆积体甚至引发深层滑坡。开展蓄水条件下倾倒堆积体变形响应机理研究，对于正确预测和有效控制岸坡稳定性及安全顺利的进行水电工程建设运行均具有重要的理论价值和工程实践意义。鉴于此，本文以云南省云龙县苗尾水电站赵子坪滑坡为研究对象，在野外现场调查和实测资料收集整理的基础上，充分查明边坡结构特征和变形发育特征，采用地质力学分析方法、物理试验方法、数值模拟分析方法，并结合滑坡变形监测数据和库水位变动监测数据定性和定量的分析边坡的应力场特征，分析研究倾倒堆积体在蓄水作用下的变形响应机理。本文主要取得了以下的研究成果和基本认识:\n (1)查明了研究区的自然地理条件与工程地质环境条件，认为该区新构造活动活跃，地质构造复杂，河谷深切，气候多变，降雨集中且强度较大，岩土体结构的形成经历了复杂的构造改造过程以及外动力地质作用(河流侵蚀、降雨冲刷、风化作用)。苗尾水电站位于滇西北横断山脉中段，属典型的高山区深切河谷地貌。赵子坪滑坡位于澜沧江右岸斜坡上，为河流凸岸地貌类型，地形总体下缓上陡，高程1380m以下较缓，坡度为19～31°，1380m以上坡度为30～45°不等，局部略缓。澜沧江横穿坡体前缘，河谷纵向下切深度较大，滑体下游侧边界处冲沟发育，临空条件较好。岸坡上分布有小山脊和凹槽，平顺度较差。六兰公路、沿江公路至上而下分布其间。\n (2)赵子坪滑坡总体上由主滑坡和主滑坡内的一次级滑坡组成，纵长约300m，宽560m，厚度为20～50m，体积约为27×105m3。滑坡地形总体下缓上陡，前缘高程1310m，后缘高程1570m，高差达到260m，高程1380m以下较缓，坡度为19～31°，1380m以上坡度为30～45°不等。滑体主要物质为碎石土，成分以强风化板岩为主。滑面位于基覆界面处，以砾粉质黏土为主，细颗粒含量约65～70％，表面光滑，有滑腻感，擦痕较明显，表层砾粉质黏土呈可塑状，厚度0.5～0.8m不等。滑床基岩主要为白垩系下统景星组上段(K1j1)板岩地层，呈块状或破裂状结构，节理裂隙发育。\n (3)现场调查和监测资料显示，滑坡的变形发展和库水位变动存在显而易见的相关性，滑坡变形速率与库水位上升速率呈正相关关系，且滑坡变形速率曲线的波峰略滞后于库水位变化速率曲线，这表明滑坡在变形演化的过程中，受库水位升降的影响较大，在变形时间上具有一定的滞后效应。\n (4)通过室内颗粒分析试验、渗透试验、剪切试验得出，赵子坪滑坡堆积体属级配良好的粗颗粒土，曲率系数0.16～0.96之间，平均值为0.86，不均匀系数在45左右，渗透系数大于10-2cm/s，属强透水性。滑带土的抗剪强度随着其含水率的增高而降低，含水率的增高主要弱化了岩土体的粘聚力从而影响其抗剪强度，对于滑带土内摩擦角的影响较小。\n (5)基于滑坡离散元(PFC2D)数值模型库水位作用下的变形响应分析得到的蓄水变形特征并研究库水作用下变形响应机理:孔隙水压力作用和物理软化作用。其中孔隙水压力作用主要表现在水位快速抬升过程中，堆积体中孔隙水压力和坡体内应力的相互耦合作用，使得滑坡产生变形。水位上升时，滑坡发生大变形往往是瞬时或在短时间内完成的，水位保持不变时，滑坡只产生缓慢变形。通过变形分析，滑坡下部堆积体先产生滑动，进而引起上部堆积体产生滑动，其变形模式表现为渐进后退式的逐步滑移。