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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 总被引:6,自引:2,他引:6
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。 相似文献
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GIS技术支持下的滑坡涌浪灾害分析研究 总被引:2,自引:0,他引:2
引入水波动力学模型,结合GIS技术,开发形成滑坡涌浪灾害快速评价系统软件(FAST),该软件由前处理模块、涌浪计算模块和后处理模块组成,能够按滑坡失稳类型处理涌浪计算,能够更直观地展示水质点、剖面线、水面和水体的高程变化情况,具有易入手、易操作、高效率和可视化等特点。以三峡库区巫峡茅草坡滑坡为例,应用FAST预测该滑坡失稳后的涌浪效应,验证FAST的可行性和实用性。模拟结果表明茅草坡滑坡失稳会造成最大的涌浪高度为25 m,最大涌浪爬高为12.5 m,滑坡发生444.5 s后以2.5 m的最大爬坡浪到达巫山县城。该技术方法为快速合理确定水库崩滑体涌浪灾害预警范围及风险管理评价等工作提供一套新的分析手段和可视化平台。 相似文献
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高位远程滑坡具有较大的坠落高差和势动能转化空间,动力解体效应尤为明显,是防灾减灾领域研究中的难点问题之一。通过离散元数值模型试验,深入分析滑体结构面密度、结构面强度对滑体动力解体效应的影响,揭示高位远程滑坡–碎屑流的动力解体机制。结果显示:(1)高位岩质滑体运动过程中动力解体模式主要分为两种类型:差速运动的主动解体和冲击碰撞的被动解体;(2)岩体结构面密度、结构面强度是决定高位岩质滑坡解体向碎屑流转换的根本原因;(3)动力解体过程体现了滑体岩块能量转化和消耗,摩擦耗能、非弹性形变耗能和解体耗能是主要耗能方式,其中摩擦耗能为主导的能量消耗,占比超过50%;(4)滑体解体后前部岩石块体具有显著的速度传递现象,解体程度高的滑体比解体程度低的滑体速度传递现象更加明显。基于上述研究结果,认为在高位岩质滑坡风险调查与预测过程中,应当充分进行岩体结构面特征调查与评价,并在高位远程灾害链风险评估中充分考虑动力解体效应的影响。 相似文献
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三峡工程库区岩溶岸坡消落带岩体劣化特征研究 总被引:2,自引:0,他引:2
三峡工程175 m蓄水后,峡谷区内多次发生新生地质灾害事件,岩溶岸坡消落带岩体劣化引起广泛关注。通过野外调查、原位测试和室内试验等大量工作,首次系统阐述三峡库区岩溶岸坡消落带浅表层岩体劣化特征。从岩体宏观劣化现象来看,不同岩体结构和岸坡结构的岩体劣化宏观表现有非常大的差异,包括溶蚀/溶解、裂缝显化与扩展和机械淘蚀等现象。浸泡–风干循环后的灰岩样品力学参数平均每循环下降率约为0.7%;随着循环次数的增加,岩样强度下降可用指数函数形式拟合,相关性系数大于0.84。箭穿洞地表破碎灰岩岩体声波年下降率为11.23%。青石岩溶岸坡浅层岩体多期钻孔声波对穿试验测试明显表明:地下岩体的劣化以结构面的劣化为主,其声波年下降率为10%~60%。这些认识和数据从不同角度展示出岩溶岸坡消落带浅层岩体劣化的独特特征:岩石的低劣化率夹杂结构面的高劣化率,具有不均一性;根据风化界线或岩体裂隙分带,在区内或带内则有相近的劣化率,具有分带性。根据这一特征,建立等效连续模式和结构面模式的岩体劣化力学模型。本研究工作指引了库区岩体劣化方向上未来研究重点,将为三峡库区水位变动带地质灾害隐患点防灾减灾工作提供重要支撑。 相似文献
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从粉末冶金的压型理论入手 ,分析热压法制造薄壁金刚石钻头的胎体压制过程中的受力情况 ,指出了平底唇面设计存在的不足 ,在分析薄壁金刚石钻头胎体密度和硬度分布及钻进过程的前提下 ,提出了薄壁金刚石钻头的唇面应采用类似半圆形。 相似文献
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滑坡型泥石流转化机制环剪试验研究 总被引:5,自引:1,他引:5
以四川省达县青宁乡滑坡为研究对象,在查明青宁乡滑坡转化泥石流过程的基础上,利用环剪试验模拟青宁乡滑坡失稳以后滑体长距离滑动剪切的过程,分析在剪切过程中土体的物理力学性质变化。结果显示,滑坡型泥石流的转化,除了目前国际上普遍关注的超孔隙水压力的作用外,软弱基座效应也是重要的转化机制之一。滑体在滑动剪切过程中,滑体的剪缩效应以及颗粒的破碎和分层,使滑体土的体积减小,孔隙水压力上升,滑体土的剪切强度降低;同时,滑体的底部形成粉土液化层,且剪切距离越大,黏质粉土液化层的厚度越大,托着滑体快速向前滑动,大大降低了滑体的整体稳定性,该效应为软弱基座效应。 相似文献
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金沙江结合带是一条以强烈挤压为主的活动性断裂带,带内经强烈侵蚀切割形成褶皱高山与深切河谷地貌,岩体结构复杂破碎,软弱岩层发育,流域性特大高位地质灾害频繁发生。以金沙江色拉滑坡为例,采用现场调查测绘、多期遥感数据分析、InSAR动态观测、物探、地表位移监测等手段,详细分析了色拉滑坡的基本特征、变形过程、形成机理及发展趋势,并结合金沙江水电开发及特殊地质条件探讨了高位堵江滑坡早期识别与灾害风险管理问题。形成认识如下:色拉滑坡前后缘高差693 m,体积约6520×104 m3,属于典型特大高位滑坡。可分为后部下错变形区(Ⅰ)、中部拉裂变形区(Ⅱ)和前部应力集中区(Ⅲ)3个变形区。受地质构造、地层岩性、降雨与河流冲刷侵蚀等作用影响,失稳模式为多级渐进式破坏,未来滑坡前部发生破坏失稳的可能性较大。采用空天地一体化等先进技术手段,可及时识别高位滑坡变形区域与变形量等信息,为此类流域性灾害链防灾减灾提供科学依据。 相似文献
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强降雨引起的岩溶地下水升降波动对我国西南岩溶山区的大型滑坡具有重要影响。为了明确的强降雨诱发作用下岩溶山体滑坡的机制,以关岭滑坡为例,结合现场野外调查,岩溶发育现象以及渗流场特征分析了关岭滑坡的成因机制。研究发现:在强降雨条件下,滑源区后部强烈的侧向补给抬高了地下水位,于基岩裂隙水区的坡体内形成高压水头,并作用于滑源区内的潜在软弱结构面上诱发了滑坡失稳,由此提出“岩溶山区二元岩体结构滑坡”的失稳模式。通过山体内地下水位线解析解耦合剩余推力法分析了多工况下滑体的稳定性,理论计算结果显示:岩溶管道介质的平均直径以及降雨强度对坡体稳定性有较大影响。当岩溶管道平均直径取值在0.15 m及以上时,坡体会于极端降雨工况下发生失稳。推导的岩溶山体地下水位线计算公式及稳定性分析方法可为岩溶山体滑坡的稳定性评价和防治工程提供有益参考。 相似文献
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高位远程滑坡通常具有典型的动力侵蚀特征,导致滑坡体积明显放大和运动距离明显增加,从而因成灾范围的误判引发严重的地质灾害。本文提出一种适用于滑坡动力侵蚀过程计算的犁切模型,该模型建立在滑块–弹簧模型和犁耕阻力模型的基础上,认为:在滑坡失稳剪出后的运动过程中,滑块底部阻力会对堆积物产生铲刮力,形成铲刮层。铲刮层推挤前部堆积物,并受到阻力,类似犁推挤土垡变形,即犁切阻力。根据犁切阻力、犁切被动区与运动轨迹之间关系,提出犁切模型挤压式与剪出式两种形式,建立相应的力学表达式和编制相应的二维计算程序。运用该程序分析新疆新源阿热勒托别滑坡远程运动特征,揭示不同比阻条件下计算所得犁切体积和深度的趋势。此外,进一步与已有的雪橇模型、等效流体模型、液化模型计算结果对比分析,表明:犁切模型总体趋势上与等效流体模型和雪橇模型较为接近,并较液化模型稳定,但速度峰值均小于上述其他模型,其主要原因是空间犁切造成的耗能作用。作为一种可定量计算动力侵蚀过程中滑坡体积增量的力学模型,该模型概念清晰,计算简便,是滑坡动力学分析的一种新方法。 相似文献
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四川省丹巴县城滑坡失稳及应急加固研究 总被引:2,自引:0,他引:2
四川省丹巴县城坐落在古滑坡体上,自20世纪90年代以来,新城迅速扩展,建设用地严重不足,致使在滑坡前缘开挖要地,最高切坡达28 m.由于未采取科学合理支护,诱使古滑坡复活,位移量达50 mm/d,滑移体积达2.5×106 m3,新城面临被摧毁的危险.对丹巴县城滑坡治理提出了一种新型结构类型,并给出土石混合体滑坡变形破坏、稳定性评价和治理措施.在应急治理中,及时在滑坡前缘堆载约4 000 m3的沙袋压脚,位移量明显降低为5 mm/d,有效控制了整体滑动,同时,在滑坡中前部施加了6排1 300 kN级的预应力锚索,明显提高了整体稳定性.运用FLAC3D分析了未切坡开挖、切坡开挖、前缘堆载压脚和施加预应力锚固工程4种工况下的滑坡变形破坏特征.运用强度折减法求解了不同工况下的滑坡稳定系数,与常用的Janbu简化法、Morgenstern-Price法和Sarma法对比表明,其误差为0.1%~4.1%,可以满足工程设计的要求.但是,用强度折减法对堆积层滑坡滑带的确定误差较大,不能满足设计要求.由于常用的滑坡稳定性分析方法应用于土石混合体结构类型的滑坡中存在滑带的残余抗剪强度估计和摩擦滑动失真,因此在应急治理工程设计中,采用了φ= 29°的值.从经验上来看,对巨石土混合体,反演所采用的内摩擦角应该比滑带土的残余抗剪强度试验值高20%~30%.在考虑滑带土性状时,应研究滑体结构对滑坡稳定性的影响. 相似文献