泾阳南塬黄土滑坡冲击阶地易侵蚀层过程模拟

为探讨泾阳南塬地区黄土滑坡的高速远程的运动特征以及在运动过程中对阶地易侵蚀基层破坏迹象的产生机理。以泾阳南塬西庙店滑坡为研究对象,通过野外调查、勘探查明其运动特征,运用颗粒流离散元法模拟滑坡运动过程、机理。结果表明:滑坡运动过程中,滑体对阶地易侵蚀基层的冲击刮铲作用显著,宏观上表现为滑坡前缘地层隆起与逆冲剪断。滑坡滑动产生的振动作用使阶地粉土发生液化,液化后的粉土在超孔隙水压力作用下沿上覆土体导水通道涌出,形成显著的"涌砂"现象。滑坡运动全过程历时84 s,滑体颗粒最大运动速度36.2 m/s,最大运动距离253.2 m,具有典型的"高速"、"远程"特征。分析得到2点结论:①泾阳南塬典型高速远程黄土滑坡运动过程可分为3个阶段,即,冲击置换的加速阶段(0～2.9 s)、滑覆铲刮的减速阶段(2.9～5.7s)与堆积推覆的慢速波动阶段(5.7～84 s);②滑体速度场变化特征明显,也可划分为3个阶段,即,加速阶段(0～2.9 s)、减速阶段(2.9～5.7 s)以及慢速波动阶段(5.7～84 s)。     

滑坡碎屑流颗粒分选效应的数值模拟

大量粗细不均匀的碎屑岩粒及孤大块石在滑坡碎屑流运动过程中的相互作用产生颗粒分选效应,影响了滑坡碎屑流的运移堆积特征及致灾效应。以模型试验的资料和数据为依据,运用三维颗粒离散元素法,建立滑坡碎屑流颗粒流数值模型,从滑体运动堆积过程中不同粒径组分的分布位置和动能两方面研究了滑坡碎屑流颗粒分选效应的形成过程,探讨了颗粒分选效应的形成机制。结果表明:滑坡碎屑流运动过程中,粗颗粒组分易获得较大速度并向滑体表层及前缘运移,细粒组分运动速度较慢,并向滑体底层及后部聚集,这种颗粒分选效应最终导致了滑体反粒序分布结构的形成。滑坡碎屑流颗粒分选效应是由振动筛分、小颗粒耗能较大率先停积、大颗粒碰撞分离等动力学机理共同作用的结果。     

楔形滑体运动特征数值模拟及分析

文章将常见滑坡模型进行简化,把滑体的运动状态分为失稳启动后斜面运动阶段和水平运动阶段。通过FISH语言编写PFC3D颗粒流运行程序,模拟并分析了滑体从开始解体到运动停止堆积状态的整个运动过程。考察滑体在不同时刻的运动形态变化,记录了滑体内部颗粒接触数目与滑体能量随时间变化的规律。通过在相关特征部位设定监测点,获得滑体不同部位的总速度、纵向速度和纵向位置等运动特征参量。结果表明:滑体各部分运动状态受所处的初始位置影响很大;滑体颗粒不光有前后运动还有横向运动;滑体中不同能量变化差异较大。     

甘肃洒勒山成速滑坡的基本特征及其形成的动力学机制

本文首先讨论了该滑坡的形态、结构和运动的基本特征,指出:(1)该滑坡可分为特点截然不同的两部分。上滑体,可称为滑动铲部分,滑动时此部分滑体主要沿较陡的滑面发生整体性的转动滑移,垂直位移分量较显著。下滑体,可称为碎屑流部分,滑动时此部分滑体基本上呈近水平的运动;(2)主滑面呈上陡下缓渐转水平的座椅状;(3)滑坡的发展具有“推落式”的特点,上滑体是主动部分,它的突然失稳和下滑是推动下滑体运动的主要动力,(4)此滑坡的产生是斜坡变形累进性发展的结果,滑坡后缘拉裂缝的发展经等速开裂、加速开裂和裂缝闭合等三个阶段,最终导致大滑动。文中根据后缘拉裂缝等速开裂的资料,导出了一个预测滑动发生时间的公式。还根据现场证据进一步分析了造成此类滑坡高速远滑的两个机制:滑动铲机制和碎屑流效应,并根据所提出的机制导出了一个预测此类滑坡最大滑速的公式。     

云南头寨滑坡全程流体动力学机理分析

云南昭通头寨沟于1991年9月23日突然发生大型高速滑坡,总方量约1 800×104 m3的滑体高速下滑,在2～3 min的时间内冲入盘河.文中用流体动力学理论分析了头寨滑坡全程各个活动阶段的动力学机理,并得出了几点结论.启程阶段由于孔隙水压力及水汽垫层的共同作用,使作用在滑动面上的有效应力显著降低,从而导致滑带土抗剪强度减小;近程阶段高速飞行的滑坡体会产生机翼效应,使滑体势能更多地转化为动能,高速滑体可越过小山包且凌空飞行时间更长,飞行距离更远;远程阶段高速运动的碎屑体与周围空气之间产生复杂的空气动力学现象.产生的高速运动的垂直向上的气流和旋转向前的高速涡流的共同作用是碎屑流高速远程运动的根本原因.     

基于降雨入渗深度反演的某黄土滑坡机理研究

黄土滑坡是我国西北地区常见的地质灾害,且滑动突然,规模巨大.针对黄土滑坡特点,在探讨滑坡滑动机理时,提出根据降雨入渗深度为界限,上部土体采用饱和土体的相应计算参数,下部土体采用天然土体的相应计算参数分段赋值的新思路.应用上述思路,在对甘肃某黄土滑坡现场勘察、确定利用遗传算法反演边坡稳定分析的重要参数--降雨入渗深度的基础上,结合数值分析软件FLAC2D和FLAC/SLOPE对该滑坡进行了详细分析.结果表明遗传算法反演岩土力学参数是可行的;该滑坡滑动时的降雨入渗深度为5.3m;滑动机理为降雨入渗导致黄土坡体上部推动下部滑动的推移式滑坡.图5,表1,参12.     

高速黄土滑坡蠕,滑动液化机理的进一步研究

基于野外调查、测绘、现场、室内实验及收集大量的滑坡位移观测曲线,结果发现：这些曲线呈振荡状。分析认为这种振荡曲线与地球自身的脉动有关,它是由地球脉动、高渗透水力坡降和大的滑体剪切作用叠加而成的一种呈非平衡态的复杂运动。从理论上分析了黄土遇水后Ｃ,ψ值降低的原因（即黄土颗粒之间粘结键和摩擦力大大降低）。同时,又深入分析了液化的外部影响因素（如脉动的振幅、频率、持续时间、波型和作用方向、渗透水力坡降以及滑体下滑大剪等）。这种大孔隙、疏松的饱和黄土在上述提到的非平稳振荡复杂运动作用下发生蠕动液化,蠕动液化加速了滑坡的滑动,滑动又使液化程度加深而变为滑动液化,滑动液化导致剧滑。     

公路滑坡侵蚀运动过程的仿真分析

为了研究公路滑坡运动的机理,减轻公路建设中滑坡灾害的影响,以陕西铜川-王石凹公路2#滑坡侵蚀为实例,论述了公路滑坡侵蚀的地质地貌条件和变形特征。认为2#滑坡为牵引式滑坡,是古滑坡的复活,2#滑坡的滑移方式和方向与老滑坡不同,2#滑坡处于非稳定状态。建立了地质模型和计算模型,采用离散元法对滑坡侵蚀运动过程进行了仿真分析,对该滑坡滑动后可能造成的灾害程度及侵蚀量进行了评估。结果表明:2#滑坡的运动过程可分为:启动破坏阶段、剧动加速阶段、高速运动阶段、碰撞减速阶段和停滞缓动阶段5个阶段;2#滑坡滑动后,潜在滑坡侵蚀量将达到1409×104m3,因此该段公路必须进行滑坡治理或改道。     

关于洒勒山滑坡特征、形成机制和类型问题的讨论——洒勒山滑坡科学讨论会侧记

五月下旬,我校地质地理系主办了一次东乡洒勒山滑坡科学讨论会。省内外有关科研、教学和勘测设计单位的代表65人参加了会议。提交到会上的19篇论文,内容涉及这次滑坡的特征、形成机制、类型和速度等方面。甘肃省政府、农委、科委和我校的领导同志到会讲了话,肯定了此项研究工作取得的成绩,鼓励省内外的科研工作者今后继续努力,取得滑坡研究的新成果。 今年三月七日,在本省东乡县境内的洒勒山发生了高速运动的大型灾害性滑坡。滑     

洒勒山滑坡与新构造应力场关系的探讨

本文概述了东乡洒勒山滑坡前兆明显,滑体大,覆盖宽.滑速快等基本特点.运用区域构造应力场的水系方向分折方法,讨论了洒勒山滑坡与构造应力场的关系,研究表明;本区构造应力场的主压应力方向为N38～40E,是由河流,节理及断裂资料算出的.该区宏观应力场的确定,是滑坡,地震及泥石流等研究的一个基础,而且对水陆交通规划和水利工程等方面具有重要的实用意义。     

顺层高边坡双平面破坏分析方法研究

为了准确便捷地开展边坡破坏的评价分析,首先基于顺层高边坡双平面滑动机理建立了双平面滑体模型,然后根据极限平衡原理提出了边坡稳定性分析方法,最后采用离散元数值模拟和所提理论方法开展了典型顺层高边坡双平面破坏的对比分析。结果表明:理论方法与数值模拟计算所得边坡安全系数和滑体厚度近似一致;顺层高边坡双平面滑体可分为上部主动块和坡脚被动块,在主动块对被动块的挤压推力作用下,层理和缓倾节理相互贯通,形成双平面滑动面,发生双平面滑动破坏;边坡安全系数随滑体厚度增加而先减小后增加,存在一个最小安全系数对应的最危险滑体厚度。     

甘肃舟曲河那滑坡变形特征及孕灾机理

针对2018年7月甘肃省舟曲县武坪乡发生的河那滑坡,结合地质资料、卫星遥感影像以及现场调查资料等多源手段,为了探明滑坡滑动范围、发生特征以及赋存环境;通过钻探和井探结合取样的方式,在室内和现场开展相关试验,厘定滑坡区的地层特性、滑带及滑体的岩土力学性质及特征,并对滑坡孕灾机理进行深入研究。结果表明：(1)河那滑坡为堆积层推移式滑坡,具有多级、多层、长距离的变形特点;(2)滑坡滑面(带)主要为土质滑带,该滑带是现状滑动变形的主导;(3)滑坡堆积层孕灾机理归结为：首先,受频繁地震的影响,滑坡堆积体中上部变形产生较多裂缝,岩土体强度劣化,坡体开始产生蠕动。其次,在短期强降雨作用下,水岩作用使得裂缝进一步扩张,造成内部岩土体加速软化,形成软弱夹层,蠕动变形加剧。最终,坡体滑动;(4)河那滑坡具有明显应力-渗流-损伤共同作用的特点,是典型的震后降雨致灾滑坡。可见,河那滑坡的复活是多重因素在特定时空顺序作用下发生的具有复杂变形特征的多级滑坡。     

宝兰客运专线洪亮营隧道滑坡成因机制探讨

根据现场调查和资料分析,认为洪亮营隧道滑坡属铁路隧道施工引发的工程滑坡,滑坡总方量约1.82×10~5 m~3,滑坡类型为黄土错落性滑坡,结合其形态和微地貌特征,可将滑坡从平面上划分为滑壁变形区、牵引滑体、主滑体、右侧次滑体和左侧次滑体5个区域.洪亮营隧道斜坡属自然形成的黄土斜坡,研究认为人类工程对斜坡的开挖扰动和路基施工中强夯形成的循环荷载是滑坡的主要引发因素.对滑坡的形成机理和过程可概括为4个阶段:开挖应力调整阶段、蠕滑剪切和拉裂阶段、锁固剪断和错落阶段、侧向分离扩展阶段,滑坡形成了垂直运动距离大于水平运动距离的错落性滑动,破坏了隧洞并封闭了洞口.采用有限元法对滑坡的变形进行了模拟,结果很好地反映了滑坡体内的变形场、应力场及破坏区分布,这样有助于更加客观、全面地对滑坡稳定性进行评判.     

库水位升降作用下库岸滑坡稳定性研究

为研究库水位升降对库岸滑坡稳定性的影响,以九甸峡库区某滑坡为例,采用GPS对其外部进行变形监测,结合详细的现场调查及水库运营资料,同时针对库水位升降条件下利用Geo-slope分析库岸滑坡的稳定性变化规律.结果表明:库水位100~130 m阶段,库水位快速持续上升及下降将会引起滑体发生滑动;滑体稳定性随库水位下降速度增加而减小,库水位下降速度超过0.3 m/d时,滑体将会发生失稳;库水位上升速率大于0.4 m/d时,将会诱发滑体失稳;库水位连续快速升降也对库岸滑坡稳定性不利,库水位快速升降与滑体滑动存在滞后期.     

不同饱水状态下滑坡稳定性研究

文章通过有限元计算对某工程区滑体在不同饱水条件下稳定性的研究表明:该滑体在天然状态下基本处于稳定状态,但随着滑体中饱水程度的增加,滑体的安全储备逐渐降低,在最不利工况条件下,综合考虑下部水流冲刷的影响,滑体将可能产生滑动,建议设计中应采取适当的加固措施保证其稳定性.     

易贡高速远程滑坡近程凌空飞行数值分析

研究了大型高速远程滑坡近程凌空飞行的空气动力学效应,建立了考虑地面效应的滑体运动微分方程组,并以易贡滑坡为例,使用数值分析方法研究高速滑体凌空飞行的运动规律.结果表明,高速滑体因空气动力学效应的影响而产生不断增大的水平推力和竖向抬升力,导致滑体的水平速度不断增大,但增幅不大,而竖向速度增幅减缓.因此,与忽略空气动力学效应的情况相比,高速滑体凌空飞行时间更长,飞行距离更远,更加符合滑坡的实际情况.     

粗砂滑坡离心模型试验及离散元细观模拟

为了探明砂土滑坡的力学机理,采用自行研制的降雨诱发滑坡离心模型试验装置,进行粗砂滑坡离心模型试验,基于试验结果,采用改进后的离散元数值模拟程序对滑坡过程进行细观研究,从细观和非饱和角度对离心模型试验进行补充。研究结果表明：粗砂滑坡发生的细观机理为坡体中的水无法及时排出,导致土颗粒悬浮在水颗粒中,土颗粒间的接触减少甚至脱离,土颗粒间的相互作用力转化为土颗粒与水颗粒之间的作用力,土体出现流体特征,抗剪强度丧失。滑坡的发展表现为两种可能的形式：各处水颗粒施加给土颗粒的作用力与此位置土颗粒的接触力正好相等,表现为整体滑动;水颗粒施加给土颗粒的作用力等于土颗粒重力和前部土颗粒的接触力之和,表现为后部滑坡向前部发展。     

基于三维离散元的弃渣边坡变形过程模拟

以某隧道弃渣边坡为研究对象,采用野外调查、室内试验等方法对弃渣体的力学参数和坡体结构特征进行测定与分析,利用三维离散元软件 PFC3D 对弃渣边坡变形至滑动过程进行数值模拟。结果表明：(1)弃渣体由几乎无黏结的碎石块组成,运用线性模型能够符合实际情况。采用筛分测定的级配与概化形状后生成的颗粒簇模拟弃渣碎石较为合理。(2)弃渣边坡下部的碎石位移增加最快,上部的碎石位移次之。边坡的变形范围从坡体下部与上部向坡体中部扩张,变形区域在中部连为一体。坡表开始滑动时,弃渣边坡变形区域与地面的夹角约等于弃渣碎石自然休止角。(3)变形区分界面发生“台阶-圆弧-台阶-圆弧”的变化并向坡内扩展,在此过程中坡体表面碎石的位移最先达到失稳临界点,失稳时碎石顺着坡面逐层滑动。     

基于物质点法的远程滑坡碎屑流运动过程模拟及特征分析

目的 研究远程滑坡碎屑流运动过程以及运动过程中速度、滑动距离、动能变化,为滑坡碎屑流灾害的预防和治理提供参考。方法 基于物质点法,以塔合曼和乱石包两个远程滑坡碎屑流工程实例为背景,对两个滑坡碎屑流的运动过程进行数值模拟;并对塔合曼滑坡碎屑流运动过程中水平、垂直方向运动速度分布,内摩擦角对运动过程的影响,以及乱石包滑坡碎屑流铲刮效应对堆积形态、动能变化的影响进行分析。结果 两个滑坡碎屑流最终堆积形态模拟结果与实测结果吻合良好,验证了数值模拟结果的有效性;塔合曼滑坡碎屑流随着内摩擦角从18°增加到33°,动能峰值降低71.4%,最终势能增加54.4%,滑坡碎屑流的能量耗散减小47.8%;在乱石包滑坡碎屑流实例的模拟中,速度云图呈现了滑体速度场的层状分布特征。结论 内摩擦角对滑坡碎屑流的动力过程影响十分显著;乱石包滑坡碎屑流的滑体在高速滑移阶段存在强烈的内部剪切作用,并且铲刮效应对滑坡碎屑流的运动起到了一定的阻碍作用。     

某高位滑坡的形成机制及灾害链治理分析

某高位滑坡上部滑动,顺坡形成碎屑流,后堆积于坡角公路,堵塞河道,形成一系列灾害.根据对该滑坡的研究,认为本滑坡具有多期次、分块滑动的特点,同时在滑动过程中由于下伏强风化破碎岩体,被扰动牵扯滑动,造成该滑坡为多级后退牵引式滑坡;剪出后的滑体物质在重力作用下沿坡面以碎屑流方式向下堆积于坡角河流右岸及河道内.该滑坡的失稳模式以及形成的威胁以灾害链的形式出现,对治理方案提出新的思考模式,对高位滑坡的治理有一定的现实指导意义.