关键词： 堆积体滑坡   非饱和砾石土   降雨作用   水力耦合机理  

摘要： 2008年汶川地震使得西南震区山体普遍松动，形成大量的同震滑坡堆积体。这类滑坡堆积体在后地震时期降雨激发条件下发生拉槽侵蚀，并在拉槽切沟的沟道两侧发生溯源型浅层破坏，为泥石流的转化提供大量的物源。滑坡堆积体的再启动使得该地区重大基础设施建设和规划遭受地质灾害的风险增大，针对滑坡堆积体“后效应”的防控已经成为国家重大工程安全和区域减灾的急切需求。充分了解降雨滑坡的形成机理是准确开展预测预报的基础与前提，而降雨入渗导致坡体基质吸力的消散和稳定性降低是斜坡失稳的主导因素，因此采用水-力耦合理论分析斜坡稳定性是模拟和揭示滑坡堆积体拉槽边坡浅层破坏的过程和机理的有效手段。为了直观的还原斜坡浅层破坏过程，本研究以四川省都江堰市银洞子沟滑坡堆积体上拉槽的边坡为原型，重点开展了砾石土斜坡降雨破坏的水-力耦合行为的试验研究，通过分析斜坡降雨破坏过程，研究坡体内部各参数响应降雨入渗的变化以及分析其对边坡稳定性的影响，来揭示优先流-基质流双渗流场作用下滑坡堆积体内部水-力规律及演进过程。同时，本文完成了宽级配砾石土的非饱和物理力学性质试验，在以上室内试验的基础上，通过COMSOL多物理场仿真软件创新性地完成了水-力耦合斜坡模型的数值模拟工作。　　全文共有六章内容，第一章和最后一章分别绪论和结论与展望。第二章对一系列非饱和砾石土物理力学试验研究的方法、方案及研究结果进行了详细的阐述。第三章详细介绍了降雨滑坡水-力耦合物理模型试验的理论基础和试验设备，并在第四章充分展示了试验结果，并选取典型试验结果进行了水-力耦合及渗流特性分析。最后在获取了水-力参数的基础上（第二章、第四章），开展了非饱和土斜坡的渗流-应力场耦合的数值模拟。　　本论文取得以下研究成果:　　1.通过砾石土的非饱和力学性质试验研究确定了滑坡堆积体砾石土的结构特征和力学参数，分析了颗粒级配对砾石土土-水特征曲线参数的影响，并探讨了基质吸力对物理力学参数的影响，研究揭示了震后滑坡堆积体的结构组成和物理性质，为后续模型试验和计算分析的开展提供科学数据基础。　　2.提出了一套适用于非饱和砾石土斜坡降雨破坏的准足尺物理模型试验的研究方法，通过自行设计的孔隙率测定装置探讨了砾石土土体密度与孔隙率的关系，染色试验直接证明了砾石土中优先流的存在。　　3.基于降雨滑坡物理模型试验研究，揭示了斜坡破坏过程中优先流和基质流的双渗流场的耦合作用;重构了吸湿条件下宽级配砾石土表征优先流的土-水特征曲线本构;稳定性计算和试验过程的对比分析表明试验中斜坡的变形破坏过程中观测到的含水量、基质吸力和地表倾斜角度的变化过程与计算的吸力应力、稳定系数的演进过程有显著的对应关系。通过试验还揭示了非饱和滑坡堆积体渗流潜蚀现象，定量分析了细颗粒迁移程度。　　4.通过基于有限元方法的数值模拟分析，结合物理模型试验中所提出的表征优先流的土-水特征曲线本构模型，开展降雨入渗条件下滑坡非饱和渗流-应力场耦合及演化过程的有限元二维模拟。结果表明优先流的快速入渗对坡体深部安全系数影响显著，降雨入渗将导致坡脚应力集中，并使得坡体产生更大的位移与形变，模拟斜坡坡顶的位移和变形值与实际破坏结果比较接近。　　本研究为降雨激发滑坡堆积体在后地震时期再启动的渗流特性和水-力耦合机制和过程研究提供了试验和理论研究基础，旨在为震后降雨诱发滑坡堆积体非饱和条件下失稳破坏的预测预报、监测预警提供可靠的参数、模型、方法和科学参考。

关键词： 库区   滑坡堆积体   变形   防灾  

摘要： 水库运行过程中,库岸滑坡堆积体表现出不同的变形、破坏特征及其演化规律。根据溪洛渡库区滑坡堆积体的地质调查、变形监测资料,选择了干海子、雨林二组2个滑坡堆积体作为典型实例,分析了水库运行期2个滑坡堆积体的变形破坏现象及其演化特征,探讨了不同滑坡堆积体的变形破坏特征及其与剖面形态之间的关系;依据剖面形态,将滑坡堆积体划分为躺椅型和座椅型两类,进一步分析了躺椅型、座椅型滑坡堆积体的剖面形态特征、势能特点、变形破坏特征以及可能的灾害效应,并提出了针对性的防灾减灾对策。

关键词： 数值模拟   位移响应   极限承载能力   破坏模式  

摘要： 以三峡库区典型堆积体滑坡——张家湾滑坡为例,结合野外勘察资料,采用数值模拟方法,对该边坡在天然、枯水位、正常蓄水位条件下,张家湾地震响应分析,以研究滑坡极限抗震能力和渐进破坏模式进行研究。研究结果表明:在不考虑库水压力时,滑坡承受地震作用和降雨作用的能力较考虑水压力时小(175m蓄水+地震工况除外);针对张家湾滑坡形态特点,库水静压力的存在,对滑坡涉水坡体和涉水外的滑坡体的作用过程复杂,其变形和破坏模式发生变化:变形受到一定的约束作用,破坏模式由原潜在牵引式滑移变为伴随着潜在的牵引滑移,新生坡表坍塌的破坏形式。

关键词： 滑坡   变形破坏特征   生成机制   稳定性评价  

摘要： 茂县茶山村滑坡总体积约900万方，属大型滑坡堆积体;滑坡区坡面为凹形坡。滑坡中后部岩土体结构较松散，滑坡中前部土体较密实，滑坡受“5.12”地震及降雨的影响，滑坡表现出中后部变形较大而前缘变形较小，滑坡整体稳定，但滑坡中后部的变形造成了滑坡上农户房屋变形破坏，因此研究此类型滑坡变形机理及稳定性对于保护广大老百姓的生命财产安全，维护地方稳定，建设和谐社会有重大意义。\n 文章在勘察资料的基础上，结合坡体的变形破坏特征，对地震诱发的堆积体滑坡的变形破坏机制进行了分析，并通过数值和计算，对滑坡的变形及稳定性进行了研究，研究结果对以后的类似项目具有很强的指导意义。通过研究得出以下主要结论:\n (1)茶山村滑坡平面形态呈不规则“撮箕”形，其剖面形态为阶梯状。滑坡前缘位于岷江左岸，受水流冲刷、侵蚀影响，地形较陡;滑坡前部小型冲沟较为发育;中部为两级较宽缓平台;滑坡两侧为小山梁。滑坡空间上存在中部厚，两侧薄，前缘薄，后部厚的特点。\n (2)对于滑床岩体物理力学性质进行室内实验分析可知，千枚岩和灰岩岩体抗剪强度在饱水状态下无论平行层面还是垂直层面方向均较天然状态有较大的降低，且抗剪强度参数c、ψ值均为降低。滑动带土的中剪实验结果表明滑带土饱水后内聚力和内摩擦角等强度参数值分别下降47.6％～56％和51.3％～67.5％，故从滑带土的力学强度参数上也可以反映出，雨水入渗对与滑带土的软化效应较明显。\n (3)现场试验滑坡体两侧土体的渗透性较中部小，易在降雨条件下，两侧成为相对的隔水区，坡体的中部则成为汇水区，降雨入渗对滑坡体中部的影响要大于坡体的两侧。目前在中后部存在变形区域，该区域的裂缝较为发育。通过对裂缝的形成时间进行分析认为，汶川地震后，中后缘的变形区域变形程度增加，表明在地震作用下，该滑坡发生了局部变形。\n (4)通过现场调查及工程地质分析认为:滑坡中后部岩土体结构较松散，滑坡中前部土体较密实，这种差异导致了滑坡区在降雨或农户灌溉过程中滑坡体不同部位重量的不同，这也是滑坡产生蠕滑变形的动力来源之一。从勘查资料可知，茶山滑坡中前较为平直，是茶山滑坡的阻滑段，滑坡后缘由于渗透性较好，在降雨入渗重量增大后开始变形，不断挤压前缘阻滑段岩土体，由于前缘阻滑作用良好，使得前缘岩土体不断被挤密、压实，由于滑面位于前缘平直地段的地下，始终未能从前缘剪出。\n (5)通过数值计算及极限平衡分析对滑坡的变形及稳定性进行了研究，表明降雨条件下滑坡的变形最大，总体斜坡仍处于稳定状态。通过对滑坡稳定性变形机制及稳定性的影响因素进行分析，建议在坡体后缘和两侧分别布置截水沟和排水沟，同时利用原有的排水沟进行排水并填补地震裂缝。

关键词： 滑坡   冰水堆积体   生成机理   气候环境  

摘要： 四川理县西山村冰水堆积体滑坡发生于2017年8月初，对当地居民造成一定的财产损失，并威胁坡脚在建汶-马高速公路及居民，关于滑坡成因机理的研究对工程建设、地区灾害防治具有重要意义。通过多期次现场调查、走访以及无人机测绘，结合前期研究数据，目前已基本查明滑坡变形特征、运动过程和主要影响因素，并通过室内直剪试验、动三轴试验、环剪试验对滑坡组成物质动/静力学强度特性进行测试分析，通过颗粒流程序PFC2D对斜坡变形破坏机理进行模拟研究。根据当地气象特征，利用耦合Seep&Slope模式，对当地气候环境下降雨的促滑影响机制进行进一步研究。文章最终得出以下主要结论:\n (1)研究区冰水堆积体由角砾土、粉质粘土、块碎石土组成，早期历史变形特征明显，如拉裂缝（槽）、蠕滑下错变形以及浅表层滑动破坏等。据近几年INSAR数据统计显示，研究区局部变形仍以不同速率持续发展。\n (2)西山村滑坡属于蠕滑-拉裂型，形态不规则，结构清晰，滑坡诱发因素为工程爆破，地质环境、历史变形为内在条件，降雨对滑坡持续变形具有一定促进作用，九寨沟地震对滑坡影响微弱。滑坡运动分为5个阶段:①初始地质结构、②诱因激发、整体失稳、③整体蠕滑运动、④滑坡运动多元化发展、⑤变形衰减弱化。\n (3)滑坡体结构松散，力学强度极低。低垂向应力下，滑带土抗剪强度高于滑床，随垂向应力增大，滑带土抗剪强度小于滑床土。滑床土天然强度参数C:21.83kPa、ψ:27.6°，滑带土天然强度参数C:31.24kPa、ψ:24.7°，饱和后滑床土内聚力降低23.2％，内摩擦角降低33.7％，滑带土内聚力降低50.83％，内摩擦角降低38.7％，滑带土对水敏感性增强。\n (4)室内不同振幅动荷载条件下，粉质粘土、角砾土未直接破坏，动应变增幅介于0.008～1.46％，角砾土动应变变化幅度略大于粉质粘土;室内动荷载水平下的动应变与振幅之间无明显规律。动荷载对动荷载加载后的试样静力强度有显著影响，且角砾土受动荷载影响程度大于粉质粘土。\n (5)颗粒流数值模拟结果显示:爆破地震波作用下斜坡模型未出现剧烈宏观变形破坏，无整体滑动迹象，变形以垂直坡面的拉张裂缝和顺层面的剪切裂缝为主，且变形集中于坡体中后缘及陡缓变化段内部。拉裂缝主要位于角砾土层内，剪切裂缝断续分布于粉质粘土、角砾土层界面。\n (6)通过环剪试验发现，历史变形蠕滑破坏面处残余抗剪强度远小于峰值强度，残余强度参数分别为C:12.63kPa，ψ:20.62°，相比峰值强度指标，C值降低约62.8％，ψ值降低约59.5％。\n (7)爆破地震波作用下的斜坡变形破坏与历史变形作用、加速度放大作用、震动短持时作用和重力作用有关。爆破地震波作用下斜坡变形破坏可分为三个阶段，即爆破动力触发、动力结构损伤、静力持续变形破坏。爆破动力触发阶段土体结构开始破坏，结构中出现微裂隙，之后裂缝沿颗粒间联结结构发展，瞬时扩张、再闭合，最后爆破地震波结束后在重力作用下持续蠕变运动。\n (8)滑坡区属于干暖河谷气候，滑坡失稳后降雨主要表现为中、低降雨强度，且降雨持时短。滑坡堆积体渗流场的变化与降雨强度、降雨持时有关，降雨强度低、持时短，堆积体渗流场几乎不受影响，随着降雨强度增大或持时增长，孔隙水压力变化速率提高，表部暂态饱和区范围扩大。\n (9)堆积体稳定性系数表现出两种趋势。当总降雨量较小，坡体无暂态饱和区或范围小，雨水增加坡体表面土体自重，导致整体稳定性提高，该降雨情况引起的变形主要表现为局部小规模垮塌、拉张变形;当总降雨量增大，暂态饱和区降水的润滑、软化，促使滑坡堆积体稳定性下降，可引发次级滑动变形。

关键词： 梅里石1号滑坡   失稳   滑速   涌浪预测  

摘要： 针对古水电站坝址的安全性,预测梅里石1号滑坡在极端工况下失稳引发的涌浪灾害,为此采用能量法和谢德格尔法计算滑坡体最大滑速,选取水科院经验公式法和潘家铮法并根据计算得出的最大滑速进行涌浪爬高计算,根据两种涌浪计算方法的适用性及计算结果,结合滑坡区的工程地质条件进行对比分析,结果表明:滑坡在极端工况下发生滑动引发的涌浪灾害,不会对大坝安全产生威胁。

关键词： 滑坡碎屑流   泥石流   不均匀系数(黏粒)  

摘要： 通过野外调查资料研究绵竹文家沟的滑坡碎屑流堆积物的级配(不均匀系数及其黏粒含量)和坡面角度等参数,分析典型泥石流沟中滑坡碎屑流堆积体形成泥石流事件的影响因素,实验室研究了在粒径D50和坡面角度一定的情况下,不均匀系数Cu(黏粒)对泥石流启动的影响,模拟了洪水引起滑坡碎屑流堆积体启动形成泥石流的演化过程。通过实验得出:在不同不均匀系数Cu(黏粒)条件下,泥石流的启动流量是随Cu(黏粒)的增加而增加的,但是黏粒含量到达一定量(8%)时,泥石流启动流量急剧增大。实验研究滑坡碎屑流堆积物形成泥石流的机理,为正确预测预报该类泥石流奠定基础,为减灾防灾提供依据。

关键词： 滑坡堆积体   稳定性   参数反演   滑坡灾害   颗粒离散元  

摘要： 基于云南省古水水电站争岗滑坡堆积体地质调查,根据现状对滑坡体稳定性进行了初步判断,同时利用颗粒离散元方法进行宏观细观参数标定,建立了滑坡细观分析模型;在此基础上预测了滑坡过程、滑坡速度、滑坡堆积、冲出距离与滑面摩擦系数的内在关系,并根据堆积体天然含水量试验进行了滑坡灾害分析,将计算结果与现场勘查的拉裂隙分布进行了对比研究。在此基础上对滑坡体的稳定性及失稳破坏机理进行了探讨,提出了滑坡堆积体治理的基本思路。

关键词： 长期干旱   模型试验   人工降雨   数值模拟  

摘要： 降雨条件下滑坡产生的机理及相应评价方法的研究成为近年来岩土工程界越来越关注的课题。近几年,由于极端气候的出现越来越频繁,全球干旱和强降雨交替的现象频频出现。针对我国大范围长期干旱—强降雨交替出现的气候特点,松散堆积体边坡岩土体工程特性的劣化,包括抗剪强度和渗流特性的改变。本文基于现场监测、模型试验和数值分析方法,研究了松散堆积体边坡在此环境下的破坏机理。首先利用室内模型试验分析研究了经历长期干旱的边坡和未经历干旱的边坡在相同降雨条件下坡体位移、坡体内部土压力以及孔隙水压力等值的变化情况。再利用GeoStudio软件建立数值模型模拟边坡失稳破坏的整个过程,通过SEEP/W和SLOPE/W对坡内渗流和坡体稳定性进行分析,比较了相同降雨历时和降雨强度下长期干旱边坡和表层无干旱边坡土体内部水分渗流过程和坡体稳定性的变化,对比分析数值模拟与模型试验的结果,揭示边坡破坏的机理。模型试验及数值分析结果表明:1)模型试验中,随着降雨的持续进行,坡内土压力和孔隙水压力处于不断变化中。2)相同降雨条件下长期干旱边坡较未经历干旱边坡更易发生沉降和整体移动。经历过长期干旱的松散体边坡受降雨影响更为显著,降雨更易于入渗。3)由数值模拟得出,随着降雨的进行,坡体安全系数持续减小,相应的边坡稳定性也持续减小。降雨结束后,坡体安全系数逐渐升高,最后基本趋于稳定。而长期干旱边坡稳定系数始终低于表层无干旱边坡的稳定系数。该研究结果为长期干旱—强降雨条件下的此类边坡的设计和治理提供依据,对工程建设影响范围内的松散堆积体边坡的设计和灾害防治具有直接的工程指导意义。

关键词： 高位陡倾   崩塌堆积体滑坡   潜在滑面(带)   形成机制   稳定性  

摘要： 伴随西部大开发战略的推进,山区铁路、公路、水利水电等基础设施建设方兴未艾,在工程建设过程中经常会遇到滑坡问题,其中有一类滑坡发生于较陡（地面坡度一般达30°以上）的崩塌堆积层斜坡体上,剪出口通常高于河床、沟底或某一特定建构筑物（群）,作者将其称之为高位陡倾崩塌堆积体滑坡。这类滑坡因其发育位置相对较高,滑动面倾角大,一旦启动则滑动速度快、距离大、危害性大,后期治理费用及技术要求较高。鉴于此,论文依托中铁西南科学研究院有限公司科研项目“高位陡倾堆积体滑坡形成机理与防治技术研究”,在大量调查西南山区高位陡倾崩塌堆积体滑坡实例的基础上,总结高位陡倾崩塌堆积体滑坡的分布和发育特征,进而深入研究其形成机理,以期起到防灾减灾的目的。论文主要通过以下几个方面进行研究:（1）广泛收集西南山区高位陡倾崩塌堆积体滑坡资料,选取魏家湾滑坡、内六线K285滑坡、陈山滑坡作为典型高位陡倾崩塌堆积体滑坡的实例,详细介绍各个滑坡的区域地质背景、基本特征和影响因素。（2）通过现场调查及滑坡实例分析,总结高位陡倾崩塌堆积体滑坡的分布特征、形态特征、物质组成特征和主要影响因素。（3）通过内外地质营力耦合作用方式,详细分析了崩塌堆积体形成过程、潜在滑面（带）形成过程、滑坡的变形破坏过程和启动机制。在此基础上,分析总结了高位陡倾崩塌堆积体滑坡形成的全过程。（4）分别以内六线K285滑坡和四川东北部某滑坡为例,通过传递系数法和FLAC3D有限差分法分析了滑坡稳定性,验证了降雨诱发型滑坡失稳主要受地下水作用影响,滑面（带）抗剪强度降低;开挖卸荷诱发型滑坡失稳主要是受开挖卸荷扰动的影响,坡体前缘抗滑力下降。（5）提出高位陡倾崩塌堆积体滑坡的勘察方法、技术要求和主要防治措施建议。