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。     

偏转型滑坡滑动与堆积影响因素研究

高速远程滑坡不仅具有运动机理复杂、危害大、发生突然等特点,而且滑坡在运动中经历了斜坡加速、坡脚碰撞、偏转持速效应、减速堆积的过程。通过室内滑坡模型试验,研究了岩土体类型、偏转角和下垫面对高速远程滑坡运动特征的影响。试验结果表明:滑坡体的运动距离受控于岩土体类型,随着偏转角的增大,滑坡运动距离减小,最大堆积厚度增加,同时偏转角对滑坡体有明显的颗粒筛分现象。下垫面摩擦类型对滑坡运动参数具有明显的作用,影响滑坡体最终的堆积形态。试验结果为深入研究滑坡运动速度、运动距离及堆积形态提供了重要的参考依据。     

顺层岩质滑坡变形破裂扩展及高速失稳特征研究 ——以四川省"5·5"三河口顺层滑坡为例

2018年5月5日,四川乐山市三河口乡发生高速岩质滑坡,方量约23.4万m~3,滑坡自启动至堆积过程影像记录清晰。基于现场勘探和无人机航空摄影,对滑坡发育的形貌特征、结构特征、运动及堆积过程进行了调查,对滑坡的变形破裂扩展、形成机理进行了分析。研究表明:斜坡侧缘和后缘节理对滑坡启动起到主控作用,滑坡主滑用时16 s,最大水平运动距离约215 m,最大运动速度约24.1 m/s;斜坡在重力作用下沿层面发生蠕变,随着变形累积,周缘节理破裂逐渐贯通、掉块,侧缘的渐进贯通对最终破坏起到控制作用。该滑坡运动和破坏模式较为典型,研究成果对其他类似顺层岩质斜坡失稳机理研究具有借鉴意义。     

大田河水电站导流洞出口下游滑坡稳定性分析

大田河水电站导流洞出口下游滑坡体位于大坝下游右岸坡,古滑坡体上游侧部分发生复活滑动破坏,如果滑坡滑动规模继续扩大,将造成严重危害。通过勘察,复活的新滑体厚度4.1 m~12.9 m,方量约2.3万m~3,为牵引式浅~中层小型土质滑坡。该滑坡尚未发生明显变形,但是如果受到汛期洪水、地表水的影响,地下水位上升,可能造成古滑坡复活,对此,还需结合工程实际情况设置桩间墙、修建挡墙,并设置排水系统,保证古滑坡稳定性。     

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。     

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。     

新滩滑坡形成机制与滑动特征

位于五峰暴雨区中的新滩滑坡是长江三峡大型滑坡之一。强烈上升并有活动断层通过的峡谷斜坡构成滑坡形成的特殊地质环境。上硬下软的地层组合为山体崩塌提供了有利条件。滑坡区内的几条断层构成了新滩滑坡的部分边界。断层沟谷内堆积的巨厚崩积物构成滑坡体。滑带土是坡体上细粒土在降雨的淋滤作用下通过局部“涨落”而聚集的。滑带土在上部荷载作用下产生塑性流动,滑带土强度降低,导致滑坡起动。基岩谷底形态控制了新滩滑坡的滑动过程,而且由于姜家坡前缘的应力重分布,产生了新滩段滑体内的差异运动。     

土石坝滑坡破坏加固技术

1土石坝滑坡的一般性态　土石坝坝坡在重力和其它力的作用下都有向下和向外移动的走势,如果坝坡内岩土抗剪强度能够抵住这种走势,则此坝坡是稳定的,否则就会失稳而发生滑坡,即滑坡体沿着一个最弱滑动面发生滑动.滑坡的一般性态是破坏前坡上部或顶部出现拉伸裂缝,滑坡体的上部下陷,并出现台阶、洼地,而其下部鼓胀或有较大的侧向移动,出现扇形拉伸裂缝.     

云盘头滑坡变形破坏机制研究

缓倾顺层岩质边坡由于其岩层倾角较缓,具有不易察觉其失稳且识别难度大的特点。以一个典型的缓倾顺层岩质边坡(贵州云盘头滑坡)为例,基于工程地质勘察,建立边坡地质模型,并结合底摩擦试验、二维离散元和有限元模拟等方法,探讨云盘头滑坡的变形破坏机制。结果表明:云盘头滑坡的变形破坏过程可分为微裂纹发育阶段、裂纹拓展阶段、滑体变形阶段与完全破坏阶段,并在坡脚存在关键块体;滑坡形成的主要原因是,坡体经过开挖导致软弱夹层出露,坡体内部发育垂直于软弱夹层的拉裂纹并将滑体分割成块体,随着坡脚关键块体向临空面滑移,后部次级块体随之移动并产生多米诺骨牌效应导致坡体发生整体滑移,变形模式属于典型的滑移-拉裂式。研究成果为探究缓倾顺层岩质边坡的失稳破坏有现实意义。     

云荞水库工程混凝土面板堆石坝设计

云荞水库工程坝址地形、地质条件较为复杂,左右岸地形凹凸不平,多处存在顺层坡,右岸下游坝基存在古滑坡体.为避免下垫面两种不同材料变形模量不同引起不均匀沉降,混凝土面板根据山体地形在不同高程不同位置设置横缝,能较好地解决这一难题.实践证明,采用坡脚石渣压脚加固处理措施,处理左、右岸趾板开挖产生的上游顺层坡滑动体;采用改造坝基地形辅以石渣压脚方案,处理坝基因存在顺层泥化夹层及不稳定岩体(古滑坡体)造成下游坝坡可能滑动失稳的问题,都具有投资省、施工快的特点.水库大坝运行多年,效果良好.重点就混凝土面板堆石坝及基础处理设计方面进行了介绍.     

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。     

御临河生态调节坝岩质边坡稳定性评价

御临河生态调节坝工程在导流明渠施工过程中,右侧边坡在连续降雨天气下,岩土体发生沿顺坡向结构面塌滑,使边坡贴坡挡墙发生变形破坏。根据对失稳边坡的定性和定量分析,结果表明,岩质边坡岩体中的结构面的产状、组合关系和结构面的抗剪强度,对岩质边坡稳定性起控制性作用。     

无黏性土坡滑动过程与接触网络演化分析

基于离散元法建立边坡模型,将颗粒间的黏结强度降低为零来模拟边坡的滑动过程。通过记录不同时间步下边坡的破坏形态,从复杂网络的视角分别对边坡坡顶、坡中和坡脚的平均度、平均最短路径和网络密度进行了分析。结果表明:靠近边坡表面的颗粒沿着斜坡向下运动,且越靠近坡面的颗粒位移变化越大;失稳后的斜坡通过初始边坡的中点,形成新的稳定边坡的坡面倾角略小于初始边坡双轴压缩试验得到的峰值应力内摩擦角;在初始滑动阶段坡顶、坡中和坡脚颗粒的平均度均减小,接触网络结构的稳定性减弱,初始阶段边坡的抗剪强度降低,很容易发生失稳变形;随着时间步的增加,坡顶颗粒的平均最短路径减小,坡脚颗粒的平均最短路径增大,坡顶颗粒比坡脚颗粒更容易进行信息交流;随着时间步的增加,坡顶的接触网络变得越来越稠密,坡脚的接触网络变得越来越稀疏,这是滑坡发生后坡脚处土体变得松散的原因。     

堆积斜坡降雨条件下失稳机理分析——以擦耳岩滑坡为例

降雨条件下堆积斜坡的失稳过程和失稳机理是一个复杂的过程。借助PFC2D软件以擦耳岩滑坡为例,研究了降雨条件下堆积斜坡的位移响应特征和速度响应特征。结果表明:此类斜坡在降雨条件下滑动方式表现为前牵后推式。失稳模式为:雨水入渗,内部土体饱和,滑体剪应力增大,雨水继续入渗,汇集于坡体前缘,前缘率先发生较大变形破坏,后部坡体前移,不断堆积,造成斜坡整体加速滑移,由于坡体内土体及碎块石相互碰撞加上水流阻力动能消散,滑体最终停滞。失稳机理为:降雨累积—前后缘率先破坏—整体呈近松散状下滑—受阻消能停滞滑落—堆积。可为汶川震区在降雨条件下堆积斜坡失稳机理研究提供参考。     

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。     

基于Linear Cohesion模型的含水堆积体滑坡过程数值模拟

水通常是堆积体滑坡发生的触发因素,采用数值方法模拟堆积体滑坡时加入水的液桥力有助于提高计算结果的合理性。为了研究含水堆积体滑坡过程的各项运动特性,提出采用Linear Cohesion接触模型模拟含水湿润状态下松散堆积体滑坡的运动过程,利用离散元程序EDEM 2017建立了含水堆积体滑坡水槽数值模型,计算堆积体从失稳-滑动-堆积整个运动过程。结果表明:能量密度k是Linear Cohesion模型模拟含水堆积体滑坡的关键参数;当k<5000 J/m^3时,随着能量密度值逐渐增大,堆积体滑动过程的流动性越来越小,最大平均速度值和最大动能越大,当k≥5000 J/m^3时,含水堆积体的各项滑动特征变化不明显;较小能量密度的湿颗粒堆积体在滑动过程中结构体易发生破坏,形成的颗粒群流动性更强,滑动距离更远,扩大了滑坡灾害的影响范围。相关研究成果对今后类似的含水堆积体滑坡灾害的预测和评估有一定参考价值。     

白格堰塞湖泄流对上游岸坡稳定性的影响

2018年10月11日,位于西藏江达县和四川白玉县交界处的金沙江沿岸发生了大型山体滑坡——白格滑坡,造成金沙江堵塞并形成堰塞湖;2018年11月3日该处发生二次滑坡,再次堵江并造成堰塞湖蓄水量增加。为了研究白格堰塞湖在人工挖槽泄流阶段对上游岸坡稳定性的影响,以堰塞体上游某天然岸坡为例,采用有限元软件PLAXIS研究了该边坡在水位下降过程中的变形特征及稳定性变化规律。结果表明:①随着堰塞湖水的逐渐泄流,坡体表面位移变形逐渐增大,坡体后缘部位最大位移达到8.5 cm,中部和前缘变形相对较小;②水位下降过程中,坡体后缘的塑性区向下扩展,但未形成贯通的塑性区,同时安全系数也逐渐减小,最终为1.16;③各降水阶段坡体的最不利滑裂面相同,滑弧剪出口位于滑坡体高程3 150 m处,距坡脚约250 m,确定了该岸坡潜在的滑坡形式为高位滑坡。研究成果对后期该区域滑坡灾害的预防和控制有一定参考价值。     

层状岩坡变形破坏及其治理的离散元分析

某大型水电站为顺倾层状人工高边坡,坡体软弱层面、断层、节理和后缘陡倾卸荷张裂隙对坡体稳定性影响大,在自上而下的挖坡过程中,局部坡体发生了失稳座滑。本文分析了边坡的地质条件和岩体结构特征,采用离散单元法模拟了边坡的变形破坏过程,探讨了坡体的变形破坏机理;研究了在滑坡体上继续挖坡,坡体可能发生的变形破坏形态;另根据坡体变形破坏机理及后续开挖边坡可能发生的变形破坏形态,基于离散元数值模拟优化了边坡预应力锚杆和抗滑桩的工程加固支护措施,确保了边坡稳定,监测表明,后续坡体开挖及开挖完成后未出现明显变形破坏迹象。     

水电站库岸边坡古滑坡体复活区稳定分析及涌浪预测

以新疆某水利枢纽坝址区左岸岩质边坡古滑坡体为研究对象,位于古滑坡体下游侧坡脚的导流洞进口引渠和施工路开挖导致古滑坡部分复活,用极限平衡法分析研究古滑坡体在各种运行工况下的稳定性,采用普遍推荐的潘家峥院士滑坡涌浪估算法对滑坡体滑坡涌浪进行分析计算,并对滑坡体后缘主滑地段削坡卸载和阻滑段压重加载及坡脚修建重力式浆砌石挡墙改善受力平衡条件,工程竣工蓄水后古滑坡体经历水库运行期间水位骤降的考验仍然稳定,验证了工程措施得当。     

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。