清江大桥岩质岸坡变形机制的离散元模拟

采用离散元法对清江大桥宜昌岸桥墩所处岩质岸坡的变形破坏机制进行了模拟，结果表明：天然与加载状态下岸坡基本稳定；设桥时，建议加固坡高70m以上坡面岩体及壁顶，对岸坡后缘出现的裂缝进行灌浆处理。     

唐家山滑坡成因机制与堰塞坝整体稳定性研究

 根据唐家山滑坡的地质背景,研究滑坡及堰塞体工程地质特征,分析唐家山滑坡类型及发生的地质成因机制;基于唐家山堰塞体的岩体结构稳定性分析、宏观现象监控与地表位移监测,研究堰塞体的整体稳定性。研究得出如下结论与启示：(1) 唐家山滑坡属于基岩顺层滑坡,是典型的地震诱发高速滑坡,滑坡滑动带可能发育在层间剪切带,滑坡区发育的构造背景为复式倒转背斜的一翼。(2) 唐家山堰塞体整体结构以块状岩体为主,上覆风化松散堆积物,整体地质稳定性较好;堰塞体地表位移监测显示,泄洪对地表位移有影响,最大位移约140 mm,随后位移增量较小,目前处于稳定状态。(3) 应注重地震诱发滑坡→堰塞湖→溃决→洪水的“多米诺”链式灾变研究;应注重含层间剪切带斜坡的工程地质调查分析和地震滑坡危险性研究。     

唐家山滑坡后壁残留山体震后稳定性研究

 在对残留边坡现场地质调查基础上,根据坡体表部裂缝分布、延伸长度和贯入深度,结合唐家山高速滑坡形成机制,推测残留山体除表层零星塌滑外,仍存在较大规模滑坡的可能,其破坏模式以坡顶拉张裂缝贯穿下错→坡体中部沿顺层滑移→前缘切层剪切破坏的拉裂–滑移–剪断三段式为特点。根据该破坏模式,对残留山坡分别考虑在天然、持续暴雨以及地震等不同工况下,按二维和三维折线型潜在滑面进行稳定性计算和分析。结果表明,残留山坡整体稳定,但浅表部稳定性差。在此基础上,对残留山坡提出相应的整治措施建议。     

顺层滑坡数值模拟与监测分析

 以长晋高速公路K31+160～K31+460段顺层滑坡为例,通过Geoslope软件数值模拟了该滑坡在初始设计状况下全断面开挖后无工程防护时的坡体状态,以及变更设计后工程防护对坡体的加固效果。同时运用监测等手段,对变更设计后坡体的适时状态进行监测分析,根据两者相互综合的反馈信息,为滑坡的“动态设计,信息化施工”提供依据,有效地指导设计及施工的进行。该滑坡成功治理的实践经验表明：(1) 对滑坡的治理不应只注重于单纯的支挡防护,而应根据滑体的实际地质情况,同时加强对滑体软弱夹层影响巨大的地下水疏排工程;(2) 反映坡体整体应力、应变的数值模拟与以坡体关键点为主的监测信息分析相结合的方法,为复杂滑坡的合理设计与成功治理提供一种新的思路。     

纵横波时差耦合作用的斜坡崩滑效应离散元分析——以北川唐家山滑坡为例

 运用离散元数值模拟技术,对北川唐家山斜坡体在具地域性和空间非均质性的地震纵横波时差耦合作用(同时考虑水平和竖向地震力作用)下产生崩滑破坏的动力全过程进行研究,确定该斜坡体在强震动力作用下产生崩滑破坏的形成机制及主控因素。研究表明：(1) 该斜坡体的初期崩滑破坏是受到地震纵波产生的水平与竖向拉裂耦合作用所致,并以竖向拉裂作用占优,而后期的抛射及运动过程则是受到地震纵横波的耦合作用所致;(2) 地震纵波产生的水平与竖向拉裂耦合作用是触发斜坡体产生初期崩滑破坏的主控因素,而斜坡所处地形(如高程差、沟谷延伸方向)则是促使破坏后的斜坡体形成后续碰撞解体及碎屑流等运动过程的控制诱发因素;(3) 该斜坡体动力响应特征值的放大效应表明,其放大系数值从大到小依次是：竖向加速度＞水平加速度＞竖向速度＞水平速度,该结果与斜坡体发生先期崩滑破坏的形成机制及主控因素相符合,即地震纵波产生的竖向加速度起到了优势破坏作用。以上结论对研究动力耦合条件下的斜坡崩滑效应具有较高的理论和现实价值。     

唐家山堰塞湖库区马铃岩滑坡地震复活效应及其稳定性研究

 马铃岩滑坡位于唐家山堰塞湖内上游约4 km的通口河左岸,在堰塞湖抢险过程中备受关注。在对滑坡基本地质条件和地震前、后变形破坏迹象现场地质调查基础上,对震后、尤其是唐家山堰塞湖形成后滑坡稳定性进行了系统分析和计算。计算结果表明,各种不同工况下震后滑坡整体稳定,只是靠上游侧前缘受地震、堰塞湖蓄水及泄水水位骤降等因素影响存在局部失稳,马铃岩滑坡不会对下游唐家山堰塞坝溃坝以及未来堰塞湖综合治理工程产生不利影响,但震后重建工作中应注意靠上游侧滑坡体前缘一带不稳定对坡体上数十户居民造成的潜在危害。就马铃岩及地震重灾区其他古滑坡体而言,地震对大型古滑坡复活主要受控于其地形坡度及微地貌特征,地形坡度40°以上以及由缓变陡的转折部位是古滑坡整体或局部容易被地震触发失稳的充分条件,并非所有的古滑坡体均会被地震诱发而整体复活。     

高速公路滑坡稳定性离散元模拟研究

以定汉高速高桥滑坡工程为依托,首先采用双轴压缩模拟实验与宏观力学参数值对比标定的方法确定出滑坡各岩土层的细观参数,经过验证该组参数可用于后续的滑坡稳定性分析。进而建立了滑坡的离散元模型,研究滑坡的稳定状态,并预测其滑动过程和破坏模式。结果表明:滑坡中的粉质黏土层向下滑动,并在坡脚堆积。强风化花岗岩和中风化花岗岩未发生滑动,滑动面为粉质黏土层与花岗岩的交界面。离散元模拟结果与极限平衡法分析的结果有较好的一致性,该模拟结果对该工程的设计、施工具有指导意义。     

滑坡堵江灾害分析及离散元数值模拟

简要分析了滑坡堵江形成的灾害链,采用离散元软件PFC2D对其进行了模拟,考虑了地形坡度及河道宽度对堵江的影响,模拟结果表明,河宽是决定滑坡体能否堵江的重要因素,随着河宽层增加,滑坡堵江由全堵型变成部分堵江。     

基于离散元法的滑坡模拟研究

介绍了秭归县白家包滑坡的工程概况,利用PFC2D软件,模拟了该滑坡的变形破坏过程,并通过倾斜加载和强度折减法,分析了滑坡破坏时的速度场,总结了滑坡的成因与形成机制,从而为滑坡的治理工程提供依据。     

某滑坡体变形演化过程的离散元数值模拟

以材料力学、断裂力学的基本原理为基础，以黑河水库右坝肩的平面旋转式滑坡为实例，从力学的观点出发，用离散元数值模拟技术对所得结论加以验证，为该类滑坡的治理方案提供了设计依据。     

滑坡变形破坏机理和整治工程的模型试验研究

为分析某滑坡的变形破坏机理以及整治效果,选取了不同的模型材料来模拟相应的岩类,以相似比1∶200建立了滑坡的模型。通过地质力学模型试验,模拟并研究了不同工况下滑坡体位移、抗滑桩和锚杆的受力状态随试验步骤的变化,根据试验结果对滑坡变形与破坏机理进行了分析,比较了2种加固设计参数下的整治效果并进行优化。该成果可为该类滑坡的机理研究和有效整治提供科学依据。     

非连续变形分析方法模拟千将坪滑坡启动与滑坡全过程

2003年7月13日,位于长江支流青干河左岸的秭归县千将坪村发生巨型基岩滑坡。滑坡体总体积约2.04×107 m3。因千将坪滑坡位于三峡库区,且是在三峡水库首次蓄水至135 m水位后不到2周时间内发生的,其滑坡体地质特征以及成因机制受到社会各界关注。在对千将坪滑坡特征、基本地质条件与力学参数进行调查和研究基础上,利用非连续变形分析方法兼有真实时间模拟和非连续大变形问题分析于一体的优势,研究用非连续变形分析数值模型反映滑坡启动的识别方法,并对该滑坡体的启动条件和滑坡全过程特征进行数值模拟。分析结果表明,千将坪滑坡启动的原因主要是降雨以及库水位上升使得滑坡体控制性滑面力学参数降低所致;滑坡类型为由上部变形错动引起的推移式滑坡;由非连续变形分析方法模拟得到的滑坡最大滑移速度及上部最大滑动错距与实际情况具有可比性,由数值模拟得出的滑坡滑动持续时间约40 s。另外,提出的研究思路与方法可为其他滑坡机制研究所借鉴。     

考虑流固耦合作用的库岸滑坡变形失稳机制

 当前，在库水位下降引起滑坡变形失稳机制的认识上，仍存在不足。基于渗流计算结果，采用有效应力法对边坡进行应力–变形分析和稳定性计算的传统方法，仅考虑由水体自重渗流产生孔隙水压力，而没有考虑水位下降引起滑带处的超孔压，从而产生不切实际的变形分析和稳定性计算结果，对滑坡的变形和失稳机制产生错误的认识。在流固耦合理论基础上，以黄土坡滑坡前缘临江崩滑堆积体作为工程实例，通过对泄水下滑坡流固耦合作用的数值模拟，得到应力场、变形场及孔压场的变化规律，探讨考虑应力场与渗流场耦合作用的滑坡变形失稳机制，并进行非耦合和耦合计算方案下滑坡稳定性变化趋势。研究结果表明，库水位下降引起滑带附近的超孔隙水压力是诱使滑坡变形和失稳的重要原因。     

蠕动滑坡变形机制的理论分析 与模型试验研究

 以襄樊—十堰高速公路韩家垭滑坡为背景,对其地质成因、物质组成、滑面物理力学特性、结构特征与运动特性进行了解,在此基础上对其变形机制进行深入分析,针对其变形规律建立相应的流变力学模型来反映其规律,并采用室内模型试验对滑坡的变形破坏全过程进行研究,利用试验所记录各部位测点的位移数据、现场监测数据和流变模型的位移变化曲线进行比较验证可知,位移曲线比较吻合,流变模型能较好地反映蠕动型滑坡的变形规律。     

滑坡监测点运动轨迹的分形特性及其应用研究

 通过对滑坡监测数据的理论分析,表明监测点位移累加值依赖于监测周期,其运动轨迹具有分形特征;同时,基于滑坡的演化过程及地表裂缝的分期配套,提出在滑坡灾变过程中,内部各点运动方向的趋势性将逐渐增强,运动分维数是一个降低的过程。根据三峡库区一复活型滑坡的宏观变形特征,判定出该滑坡处于缓慢变形阶段;利用计盒定理,求解该滑坡2007～2009年的地表GPS监测点运动轨迹曲线的分维数,其值均接近于1,反映出滑坡运动方向趋势性较强,滑坡变形对主控因素的响应较敏感,该结论与滑坡的实际变形特征吻合。监测点运动轨迹的分形理论对滑坡监测数据的有效利用、滑坡演化阶段的判断及变形趋势的预测具有一定的理论与指导意义。     

滑坡侵蚀离散元分析研究

首先介绍了离散单元法分析原理,用铜王公路2#滑坡侵蚀实例建立了地质模型,根据黄土中实际最为发育的垂直节理面以及层面来划分单元及建立计算模型,滑坡体被这2组结构面分割成297个单元,滑体以下的滑床基岩部分作为固定单元处理。采用离散单元法对滑坡侵蚀运动过程中各演化阶段的平均速度、平均加速度,滑坡侵蚀体后缘、中部、前缘的合力、合力矩进行了分析研究,由此可将滑坡的演化过程划分为5个运动阶段:启动破坏、剧动加速、高速运动、碰撞减速、停滞缓动。     

双层反翘滑坡弯曲蠕变及时效变形特性研究

 为了研究双层反翘滑坡的变形破坏机制,以襄十高速公路韩家垭滑坡为背景,结合非线性蠕变模型建立考虑岩层弯曲蠕变特性的时效变形方程及平面应变条件下反翘弯曲岩层的蠕变压屈方程,对双层反翘滑坡的弯曲蠕变及变形破坏机制进行深入阐述,提出根据岩层反翘弯曲蠕变的变形速率进行滑坡稳定性评价及预测的方法,并就不同荷载水平下岩层的蠕变压屈失稳机制进行探讨,最后将分析结果与现场监测成果进行定性对比,结果表明：在雨季时,滑坡前缘岩层的荷载水平在 ＞ ＞ 之间,岩层的反翘变形逐渐累积,滑坡发生延迟性失稳破坏;在旱季时,其荷载水平为 时,滑坡处于暂时稳定状态。采用本文模型对该滑坡进行定性分析、评价合理可行。