滑坡碎屑流运动及堵江堰塞体堆积特性模型试验

滑坡堰塞体形成机制复杂,掌握堰塞体堆积特征对其溃决风险评估具有重要意义。通过开展物理模型试验,研究了滑床坡度、滑体物质组成与体积对滑体特性及堰塞体堆积特性的影响。试验结果表明：滑体运动时间随颗粒粒径增大、坡度变陡而变短;单粒径滑体在滑槽前段速度的影响因素重要性排序为粒径、坡度、体积,中后段则为粒径、体积、坡度;分层多粒径滑体在滑槽前后两段的速度主要受坡度影响。单粒径堰塞体长度随着滑体体积增大而增加,且增加速率在陡坡下更快;堰塞体宽度随着体积及颗粒粒径增大而增加,且在陡坡下更敏感。试验数据的逻辑回归分析结果表明：影响堰塞体高度的因素其重要性排序由高到低依次为粒径、体积、坡度;分层多粒径堰塞体长度与坡度无明显相关关系,宽度和高度则随坡度增大而增大。     

黄河上游某电站#1滑坡运动特征分析

为分析黄河上游某电站^#1滑坡的运动特征,详细论述了滑坡区地质环境、滑坡体的堆积特征,并阐述了滑坡形成的机制．通过地貌对比与分析,对滑坡发生前的原始地形地貌形态进行了恢复,采用离散单元法对滑坡运动过程进行了计算机模拟,模拟结果揭示了^#1滑坡的形成机制及其运动特征,表明^#1滑坡形成时滑速较大,与实际调查结果非常吻合．     

基于UDEC的滑坡运动特征分析——以贵州省松桃县甘龙镇石板村滑坡为例

2020年7月8日,贵州省松桃县甘龙镇石板村突发一起滑坡,造成了人员伤亡,并使底部河流改道。通过现场调查和实测剖面工作,对滑坡的发育特征和形成机制进行了分析,并利用UDEC离散元程序对滑坡的运动特征进行了模拟,还原了滑坡从启动到堵河的变形破坏过程,并得出滑坡不同部位的位移时效曲线,取得以下主要认识：滑坡是在不利的地形地貌与地层岩性组合、岩体结构、降雨和人类工程活动4个因素综合作用下产生,其滑面为泥灰岩与粗晶灰岩的接触面,滑坡的形成过程可分为前缘滑移-后缘拉裂、整体滑移和碰撞堆积3个阶段,滑坡具有剧烈启动效应,启动时最大速率可达5.24 m/s,后缘产生的位移和变形速率相对前缘滞后,滑坡产生的最大水平位移量达217.5 m。     

滑坡-碎屑流冲切铲刮效应的颗粒离散元模拟

滑坡-碎屑流运动沿程冲切铲刮作用对滑坡运动性态(如速度、体积、物质组成等)具有重要影响,如何更好的进行模拟是滑坡动力过程分析的重要技术难题。在室内滑坡-碎屑流物理模型试验的基础上,采用三维颗粒流程序(PFC3D)对滑坡-碎屑流运动过程中对松散基底物质的冲切铲刮效应进行数值模拟,重点分析滑坡方量和滑落高度、基底厚度和强度以及地形坡度等因素的影响。结果表明:随着滑坡方量与滑落高度的增大,铲刮能量增加、铲刮作用时间延长,从而增强了铲刮效应;基底厚度的减小与地形坡度的增加均会引起基底物质稳定性降低,从而在同等条件下更易于被冲切铲刮;颗粒离散元方法是滑坡运动模拟分析的一种有效手段,模拟结果对于更好的理解滑坡运动冲切铲刮效应具有重要意义。     

地震作用下黄土滑坡离散元数值模拟研究

为了对地震荷载作用下黄土滑坡的运动滑移规律进行深入探究,采用离散单元法对甘肃黑方台滑坡进行了地震荷载作用下的滑坡体运动数值模拟研究。结果表明：地震荷载作用下黄土滑坡存在滑源区、流通区以及堆积区3个部分,滑源区的残积土结构相较于滑动前更加松散;且滑源区近坡面不同位置颗粒的滑动位移差异性较大,处于滑坡体前缘的颗粒位移量最大,处于滑坡体后缘的颗粒位移量较小,随着深度的增加,颗粒的位移量逐渐减小,且差异性较大。     

地震作用下顺层岩质滑坡稳定性离散元模拟

以金沙江溪洛渡水电站库区恩子坪2^#滑坡为例,采用宁河地震天津记录数据作为地震动参数,运用离散元程序UDEC(Universal Distinct Element Code)对滑坡在未来地震作用下的响应特征和变形破坏机制进行数值模拟。数值模拟计算结果显示:在地震波作用下,坡体表现出明显的放大效应,其中加速度放大程度最大,位移次之,速度最小;地震波达到峰值后,坡体中的剪应力集中范围和滑带的剪应变均急剧增大,由于剪应变累积效应,变形破坏从滑带前端向尾部传递、扩展;地震结束时,滑坡的稳定性系数已经低于1.0,最大累积位移达到了1.58 m。通过分析数值模拟计算结果可知:运动放大效应、剪应力集中和剪应变累积效应是导致滑坡变形破坏的主要机制,滑坡的失稳模式依然为顺层滑移;滑坡已经失稳破坏,建议采取适当的锚固工程,以降低滑坡在地震作用下失稳堵江的风险,从而保证溪洛渡水库的正常运营。     

基于离散元法的顺层岩质边坡的地震响应分析

基于离散元法,结合某水电站厂房后缘顺层岩质边坡工程,研究缓倾角多结构面岩质边坡的地震响应规律及锚杆的加固效果,提出了该边坡抗震加固优化方案。研究表明:未加固顺层块状岩质边坡在地震过程中位移呈现阶梯式增长,地震结束时刻边坡岩块松散崩落;加固后边坡位移显著减小,且能在地震作用下保持稳定;锚杆的剪力响应与其附近结构面的相对位移相关性强,表明锚杆附近岩层面间的相对位移是激发锚杆加固作用的主要因素,在坡面出露且出露点低的岩层面在地震作用下相对位移较大,对应的锚杆承受剪力也较大,据此可更合理地布置锚杆。     

基于三维离散元法的地下洞室定位块体地震响应

为分析定位块体在不同支护工况下的地震响应特征与动态稳定性响应,以大岗山水电站地下厂房为工程实例,采用块体理论和三维离散元软件(3DEC)建立了安装间某典型定位块体数值模型,并将围岩模拟开挖位移与实测变形监测数据进行对比,论证块体与结构面力学参数及相关模型建立的合理性。对比该定位块体在不同支护工况下的地震响应规律与动态稳定性,结果表明,应用离散单元方法分析块体地震响应与稳定性是可行的,锚杆支护对定位块体具有较好的抗震作用。     

基于PFC3D的滑坡堰塞坝堆积过程与形态模拟

基于PFC3D离散元软件,开展雅砻江唐古栋滑坡1967年失稳堆积堰塞坝的反演模拟,并基于反演参数对强变形A区失稳堆积进行预测模拟。结果表明：① 通过开展唐古栋滑坡1967年失稳堆积堰塞坝的反演分析,校核得到一组合理的细观力学参数;② 强变形A区失稳并整体下滑约1 600 m后在河谷堆积形成堰塞坝,堰塞坝形态呈中部高两边低的梯形形态分布,坝顶宽437.91 m,坝底宽994.39 m,坝高92.65 m;③ 堰塞坝在3种不同来流量下发生溃坝,其洪峰流量均远大于楞古水电站拟选坝址校核洪水流量。通过模拟发现,PFC3D软件对于模拟滑坡堰塞坝堆积过程及堆积形态有较好的适用性,可以获取堰塞坝堆积的三维形态和较准确的坝高。     

山区河道型水库滑坡涌浪特征分析

对滑坡涌浪的特征进行研究对山区河道型水库滑坡灾害治理十分重要。本文首先设计了概化模型试验方案,共设置了12组工况。随后对试验结果展开分析,在对数据进行处理后,简单分析了原始波及合成波三要素特征,并对二者从最大波高、平均波高两方面进行简单对比。该研究对山区河道型水库治理具有一定的工程学价值。     

某水库高位散体滑坡下滑速度分析

水库滑坡涌浪是水库运行中面临的重要的灾害类型,对涌浪灾害的预测需先进行滑坡体的下滑速度分析。以某水库高位散体滑坡体为例,分别利用传统经验公式法和离散单元法(DEM)对滑坡体下滑速度进行了分析计算。结果表明,传统方法计算散体滑坡下滑速度具有局限性,DEM法计算得到不同时刻滑坡体变形破坏过程及DEM球形颗粒速度,在重力作用下失稳物质在滑坡启动时速度不大,在基岩坡面运动过程中速度不断增大,最终入水速度最大约40 m/s左右。DEM法分析滑坡变形破坏过程与滑坡体失稳运动过程定性分析基本一致,对于高位散体滑坡灾害过程分析具有优势,可以为同类工程问题提供良好的借鉴。     

秦巴山区堆积层滑坡易损性评价方法研究

易损性反映了特定社会的人们及其所拥有的财产对自然灾害的承受能力,不同地区的不同承灾体在不同时间里对不同的灾害有不同的易损性特征。通过选取定性评价因子,对易损性进行等级划分,从而做到定性分析;通过对承灾体、时空概率和易损性调查,由引入的易损性指数可以对易损性做到定量分析。最后还提出了易损性的等级划分标准。结论表明:易损性指数是表示各因子在易损性判别中作用大小或强弱的物理量,是一个相对比较的数值,是定性分析的定量表示。     

西南某水电站库区古滑坡堵江成因 及变形破坏机理研究

通过现场调查,结合边坡的地形地貌、坡体结构、变形破坏和江岸纹泥沉积特征,分析认为滑坡在变形破坏后高速下滑,撞击对岸山体并堰塞堵江,在经历长期的河湖相沉积后逐渐溢流溃决,部分滑体分别残留于左、右岸山坡上。根据恢复的原始地形,通过刚体极限平衡分析可知滑坡为地震诱发,为了进一步研究滑坡堵江成因和变形破坏机理,运用离散元数值软件进行模拟分析。研究表明天然状态下坡体浅表部沿层面和缓倾坡外优势结构面产生卸荷拉裂,地震作用使坡体内部层面拉裂并沿缓倾坡外优势结构面剪断破坏,其破坏堵江过程可概括为前缘剪切变形、后缘震动拉裂→滑面贯通、高速下滑→铲刮河床、刨蚀对岸山体→前缘受阻隆起、后缘坐落下滑、中部堰塞堵江→震后停积自稳,坡体具有明显的动力放大效应。     

岩屑组成对高位滑坡-碎屑流运动特性影响离散元模拟研究

采用三维颗粒离散元模拟方法,对4种由不同粒径碎屑颗粒组成的岩屑滑坡运动过程进行全程数值模拟,研究了碎屑粒径组成对于岩石碎屑滑坡的运动特性影响。结果表明:碎屑颗粒粒径组成对岩石碎屑滑坡的运动总时间和达到速度最大值的时刻没有影响;物源碎屑粒径的组成对滑坡运动速度、破坏力和滑动距离影响大。粒径组成越不均匀,滑坡运动速度和破坏力越大,滑动距离也越远;碎屑流物源前缘部分是滑坡-碎屑流灾害影响范围大小的控制性因素。成果可为岩石碎屑滑坡灾害的预测和评估提供参考。     

长江三峡库区谭家湾滑坡基本变形特征及机理分析

三峡库区谭家湾滑坡自2006年实施专业监测以来,一直持续变形,尤其是自2015年以来,变形趋势逐年增大,对库区村民的生命、财产安全造成巨大威胁。根据长期的野外地质调查、宏观巡查、滑坡地表裂缝位移自动监测数据以及12余年的人工GPS监测数据等,分析了该滑坡在强降雨和库水位变化条件下的基本变形特征和变形机理。结果表明:谭家湾滑坡属于中厚层圈椅状的降雨型牵引式土质滑坡,强降雨和持续性降雨是影响滑坡变形的主要外因,库水位变动对谭家湾滑坡影响较小。谭家湾滑坡在持续性降雨和强降雨条件下会产生明显响应,当日降雨量>90 mm或前3 d累计降雨量达到50 mm,并且当日和前1 d降雨量均>15 mm,地表裂缝位移-时间曲线、累计位移-时间曲线会出现明显的阶跃现象。目前,谭家湾滑坡变形趋势逐年增大,边界裂缝基本形成,在强降雨等极端条件下产生滑动的可能性很大,必须进一步加强监测。     

库水位间歇性下降对堆积体滑坡稳定性的影响

针对库水位快速下降不利于滑坡稳定的现状,提出库水位以间歇性方式下降,即在传统库水位持续性下降分析的基础上,以三峡库区某一堆积体滑坡为例,利用Geo-Studio软件详细分析了在库水位不同间歇时间和多阶段间歇下降条件下堆积体滑坡稳定情况。结果表明库水位实行间歇性下降,间歇时间有助于滑坡体内孔隙水压力消散,减小库水快速下降引起的地下水回落的滞后性,有利于水力梯度降低;相比库水位持续性下降,滑坡稳定性得到提高,但稳定系数与间歇时间并不呈正比例关系;在库水位实行多阶段间歇性下降后,提高的程度明显增大,达到5%以上。为了使滑坡稳定性提高的效果达到最佳,应合理地安排库水位下降和间歇时间。     

金沙江上游扎马古滑坡复活特征及堵河危险性分析

随着人类工程活动不断加剧和极端天气的频繁出现,古滑坡复活堵江问题日益突出,严重威胁着山区城镇安全。以金沙江上游巴曲右岸扎马特大古滑坡为例,采用无人机航测、现场精细调查和数值模拟分析等方法,查明了古滑坡复活特征,剖析了不同重现期降雨条件下滑坡的稳定性和失稳概率,模拟研究了不同工况下滑坡运动过程、堆积范围及堵河危险性。结果表明：(1)扎马古滑坡前缘局部复活主要表现为地表变形迹象清晰,呈现牵引式渐进破坏的特点,前缘复活区体积约185万m³,存在进一步失稳滑动可能;(2)滑坡前缘在天然状态下稳定,20年一遇的月极值降雨条件下处于不稳定状态,失稳概率为87.95%,50年、100年一遇的月极值降雨条件下前缘与后部整体处于不稳定状态,失稳概率分别为58.75%、68.60%;(3)前缘失稳或前缘与后部连续失稳后,滑坡体在沟口处达到的最大速度分别为9、11 m/s,滑移距离最远可达480 m,在巴曲沟道形成高度约42~48 m的堰塞坝;(4)堵塞巴曲后形成的回水可能淹没滑坡上游德达乡段G318国道、居民建筑及场站等基础设施,涉及范围约0.81~1.02 km²,形成的堰塞湖可能在7天内发生漫坝,应引起重视。     

清江古树包滑坡体稳定性及其影响因素研究

依据古树包滑坡体的地质背景及工程地质特征,应用非线性有限元方法对古树包滑坡体的稳定现状进行了研究,对影响滑坡体稳定性的地下水与降雨等因素进行了敏感性分析,探讨了该滑坡体再次启动的条件,对其加固措施提出了建议,并为该滑坡体的防治工程提供了参考依据。