牵引式滑坡后缘破裂面计算方法

斜坡发生牵引式滑动破坏,形成后缘拉裂面,后缘面形态对滑坡稳定性分析及推力计算具有重要影响,但其在滑坡体内部的空间特征难以确定. 为探索后缘破裂面的形成机理和计算理论,建立合理的数学力学模型,提出后缘破裂面倾角的计算方法,确定各级滑块的最危险破裂倾角,并将其所在破裂面作为条分型式,计算各级滑块的稳定系数,实现滑坡渐进破坏过程的稳定性分析;同时,开展室内模型试验进行验证,研发了新的模型试验装置,其主体由若干渗透盒组成,能够构成各种几何形状的分段式滑面;通过向不同分段的渗透盒注水,实现牵引式滑坡的逐级失稳过程,并测试各级滑块最终形态的后缘破裂面倾角. 结果表明:后缘破裂面倾角计算值与试验值具有较高的一致性,主要集中在70° 左右,相对误差介于2%～4%之间;滑坡体失稳形成的各级滑块稳定性不同,第一级滑块的稳定程度最差,越向坡体后侧稳定性越好. 可为牵引式滑坡的稳定性分析提供新的思路.      

双面高陡边坡的地震滑坡响应分析

为了研究双面高陡边坡破坏机理,以国道G213左侧双面高陡边坡为原型,采用新型离散元计算方法CDEM和振动台试验,模拟了高烈度地震作用下,双面高陡边坡上的坡积体滑坡由变形累计到破坏滑动的全过程.研究结果表明:在地震力和重力作用下,滑体顶部先出现应力集中,造成滑体沿滑体结构面后缘产生变形,进而造成该处出现拉伸、剪切破坏点;随着地震动的持续,滑体结构面上的剪切破坏点逐渐向滑体中前部的锁固段扩展,同时伴随着滑体表面拉伸破坏点的增加,最终造成锁固段发生渐进性破坏,滑体从剪出口滑出形成滑坡;在材料参数等外部条件相同的情况下,坡腰处滑体先于坡脚处滑体发生滑塌,滑塌发生的时间与地震动峰值加速度到达的时间同步或稍微有所滞后;以输入地震波为基准,不论是陡坡地形、缓坡地形还是坡体内,不同位置的峰值加速度沿坡高均有所放大,表现为竖向峰值加速度的放大效应大于水平峰值加速度的放大效应,陡坡地形峰值加速度的放大效应大于缓坡地形峰值加速度的放大效应,也大于坡体内峰值加速度的放大效应.      

强震下紫坪铺坝前大型古滑坡体变形破坏效应

为探究512汶川地震中几乎所有大型古滑坡堆积体均保持整体稳定,只在局部坡度较陡及陡缓交界处发生滑塌的变形机制,以紫坪铺水利枢纽坝前左岸灯盏坪大型古滑坡堆积体为例,通过现场深孔监测资料及室内数值模拟分析了堆积体地震变形特征及应力应变分布情况.研究表明,灯盏坪古滑坡堆积体位移最大值出现于地表坡缘处,达150 mm;地震主要影响堆积体剪应力分布,造成灯盏坪前缘下部软化带内剪应力集中;基覆界面及微地貌是控制古滑坡体地震变形破坏模式的主导因素,并非所有古滑坡体均会被地震诱发整体复活,灯盏坪堆积体总体地形坡度为20左右,基覆界面倾角为13左右,地震不会触发其整体失稳,只在局部地形陡缓交界处及转折端发生变形破坏.      

水位骤降条件下某滑坡的稳定性分析

通过建立大位移变形块体有限元模型,分析在水位骤降条件下重庆市涪陵地区某大型土质滑坡的稳定性.模拟结果表明,当水位骤降最大变形都集中在斜坡坡面较中后缘高陡坎处,坡体前缘变形较小,极大地影响边坡的稳定性;同时,分析了滑带土对边坡稳定性的影响.     

水位骤降条件下某滑坡的稳定性分析

通过建立大位移变形块体有限元模型,分析在水位骤降条件下重庆市涪陵地区某大型土质滑坡的稳定性.模拟结果表明,当水位骤降最大变形都集中在斜坡坡面较中后缘高陡坎处,坡体前缘变形较小,极大地影响边坡的稳定性;同时,分析了滑带土对边坡稳定性的影响.     

浅议高速公路滑坡工程深部位移监测

以实际工程为背景,对某在建高速公路滑坡工程深部位移监测进行介绍,详细分析监测结果,探明了该滑坡滑带与深度的关系,确定了滑动面(带)相对准确位置,为滑坡处治方案提供了基础支撑。滑坡工程监测是确定滑坡范围、主滑方向、滑体位移速度及影响滑坡变形因素不可缺少的手段,希望为类似滑坡工程提供参考。     

膨胀土堑坡雨季失稳的突变模型

以受结构面的控制膨胀土堑坡滑坡失稳为例,考虑降雨条件下,滑面介质的应变软化和水致弱化,提出了一个简单的考虑吸水膨胀的力学模型,并利用突变理论分析其失稳破坏的力学机制。在突变分析中,通过尖点突变模型,分析了刚度比、含水量等因素对滑坡的触发作用。结果表明:滑坡的演化过程是内外部因素共同作用的结果,降雨导致结构面介质膨胀软化的原因属于外部的触发因素。在膨胀土堑坡的加固防护中,应当充分地考虑水的治理。     

某山区高速公路顺层边坡深孔监测及破坏机制分析

顺层边坡的治理是公路建设的一大难题,主要体现在滑动面不唯一,可能存在多级滑动面,滑动面的位置及边坡破坏范围随着边坡应力状态的变化而变化,依靠钻探和地表监测等常规手段很难准确判断边坡滑动面位置及边坡的稳定状态,因此,时常发生边坡治理工程失效的案例。本文选取某高速公路顺层岩质边坡作为研究对象,详细调查边坡变形破坏特征、对比不同应力状态下边坡破坏范围,在工程钻探和边坡地表位移监测等手段基础上,采用深孔动态监测的手段,通过连续的测量,准确的捕捉到滑坡岩土体微小的测向位移量,识别滑动面(带)的埋深位置、滑体的厚度,对滑坡的发展趋势进行预测,分析总结出该段边坡的变形机制,为下阶段的治理措施提供建议和思路。该顺层边坡在施工过程中发生多次垮塌,且破坏范围在逐步增大,研究表明,该边坡存在多层软弱夹层,滑动面位置位于软弱夹层处,边坡开挖,造成前缘临空,坡体沿软弱结构面发生滑动,滑动面位置随着边坡开挖逐渐加深,破坏范围也逐步增大,通过深孔监测分析,边坡目前处于蠕滑阶段,边坡在当前应力状态下的最深滑面埋深约26. 0~29. 5 m,变形机制为滑移弯曲-人工卸荷-滑移拉裂复合型机制,建议采用抗滑桩分级拦挡。     

某浅变质风化岩失稳边坡的滑动机理分析

浅变质岩风化层岩体破碎,其力学特性特殊,在有限元分析中能取得有效结果的计算模型也不易确定,由理论分析确定的该类岩质失稳边坡滑动面与实际情况存在一定的差异,结合现场测斜管监测,采用有限元分析方法,可对该浅变质岩失稳边坡的滑动面进行确定,再通过在滑动面上施加弹簧单元模拟滑坡的失稳过程,对得到的力学特征的分析得出该类边坡滑动模式主要是以蠕滑-拉裂为主.     

边坡稳定性分析中的有限元极限平衡法

从边坡稳定性有限元分析方法和极限平衡法基本原理入手,提出了适合于边坡稳定性分析的有限元极限平衡法。以浅变质岩边坡潜在滑动面上的切向和法向弹簧模拟滑坡体和滑床之间的接触摩擦问题,对某高速公路路堑边坡进行了数值模拟,分析了边坡内应力和变形特征,以及渐进破坏的发展过程,对传递系数法和有限元极限平衡法用于浅变质岩风化层边坡稳定性分析的计算结果进行了对比分析。结果表明,采用边坡潜在滑动面上的法向和切向弹簧单元模拟滑坡体和滑床之间的接触摩擦问题能够真实反映边坡潜在滑动面上应力重分配过程和特点,得到边坡失稳破坏的真实稳定安全系数,有限元极限平衡法分析边坡稳定性是一种有效可行的方法。     

典型人类工程活动诱发黄土滑坡灾害特征与致灾机理

为了揭示人类工程活动诱发的黄土滑坡成灾机理,基于典型工程活动触发黄土滑坡案例分析,采用野外调查、物理模型试验和应力路径试验等方法,分析了堆载触发黄土滑坡剪切带形成过程、卸载触发黄土滑坡演化模式和灌溉诱发黄土滑坡的成灾过程。研究结果表明:堆载和卸载触发的黄土滑坡,垂直节理易演化成裂缝带,剪应力作用下剪切蠕变带逐渐由坡脚向坡体内部扩展,直至发展成贯通的剪切带,坡体整体变形破坏,堆载触发黄土滑坡具有典型浅层、深层双滑带特征;灌溉诱发黄土滑坡主要发育在黄土塬边,长期农田灌溉导致地下水抬升,坡体内形成饱和带,重力荷载作用下发生蠕动剪切破坏,滑坡开始启动,大规模的快速覆盖加载导致坡体前部浅层黄土液化,最终触发黄土泥流远程滑坡。      

超深层黄土滑坡作用下既有隧道结构体系力学特征

黄土地区滑坡灾害频发,滑坡尤其是超深层滑坡对既有隧道结构受力变形有重要影响,隧道滑坡体系变形特性、力学响应一直是学术界和工程界关注的焦点.?以某超深层滑坡地质灾害中的铁路隧道工程为依托,建立了"超深层黄土边坡-滑带-隧道"FLAC3D三维数值模型;利用基于位移突变的局部强度折减法模拟坡体失稳临界状态;针对不同滑带隧道相...     

不同滑带角度滑坡作用下隧道衬砌结构受力特征

随着越来越多的隧道工程穿越滑坡区，滑坡与隧道相互作用过程的研究尤为重要. 为研究不同滑带角度滑坡对隧道衬砌结构受力的影响，以大（同）准（格尔）铁路南坪隧道为例，采用室内模型试验、数值模拟的方法，对0°、10°、20°、30°、40°、50°不同滑带角度条件下滑坡推力作用下隧道衬砌结构受力的影响特征及变化规律进行研究. 研究结果表明:滑带角度越小，隧道变形越大，作用在隧道衬砌结构上的弯矩、剪力及土压力越大，并在拱脚处出现最大值，形成隧道拱结构左右受力不对称特征，呈现偏压现象；通过计算隧道拱结构左右两侧的竖向偏压应力比显示，在拱肩位置且滑带为0时，偏压应力比为1.17，随着滑带角度的增大，隧道衬砌拱结构左右应力差越来越小，趋于平衡拱；在拱脚位置，偏压应力比随滑带角度的增大而逐渐增大，隧道衬砌拱结构左右两侧所受应力差越来越大，趋向于偏压隧道，最小偏压比和最大偏压比分别为1.08、1.87.      

降雨入渗下裂土边坡水分运移时空特征与失稳机理

为探究降雨入渗下裂土边坡水分运移时空特征与失稳机理, 自主研制了足尺模型试验系统和光纤布拉格光栅(FBG)深部柔性位移系统, 对边坡渐进破坏进行了全过程、多物理量联合监测, 揭示了降雨入渗作用下裂土边坡的渐进变形和破坏演化模式; 基于裂土边坡的渐进破坏模式, 提出了土体饱和比概念, 将裂隙深度范围滑体分为饱和层和非饱和层; 以土体饱和度变化描述了含随机分布裂隙的边坡水分运移规律, 并结合刚体极限平衡法探讨了由裂隙控制的边坡失稳机制。研究结果表明: 对于未形成裂隙的边坡, 连续降小雨时浅层变形受表层基质吸力控制; 裂隙形成后, 雨水沿裂隙快速入渗形成暂态饱和区, 导致基质吸力降幅达82.50%~87.14%, 而由其贡献的抗剪强度迅速损失, 从而形成初期溜滑、片蚀等浅层变形, 降雨停止后坡体仍处于蠕变过程, 坡脚与坡顶位移增幅分别为23.40%和19.39%;蒸发后裂隙规模发展增大了雨水对渗流场的影响范围和边坡破坏规模; 土体经历胀缩、蠕变而变得松散, 裂缝区深部土体体积含水率较初始状态的增幅为205.7%;同一降雨条件下, 初始裂隙深度愈深, 稳定系数愈低, 破坏愈快; 对具有同一裂隙深度的边坡, 其稳定系数随土体饱和比的增加逐渐降低, 土体饱和比增长愈快, 表征边坡内部出现大面积连通型饱和区, 这是裂土边坡出现整体失稳的主要原因。      

312国道某边坡稳定性分析及其治理方案

结合312国道某路堑边坡滑坡原因分析与处置的工程实例,分析了滑床为岩体,滑动体为滑床上沉积物,滑动带土层为特殊性膨胀土的滑坡病害发生机理,提出了锚杆混凝土框架支护与加筋土护坡相结合的治理方案,实践证明,该方案可以有效地阻止滑坡的进一步发展。     

基于强度衰减的Vajont滑坡运动特征非连续变形分析

强度衰减是滑坡高速远程运动的重要原因，为了探明滑体强度衰减对滑坡运动能力的影响，以意大利Vajont高速滑坡为例，结合现场调查以及滑坡历史资料，基于岩土体剪切强度衰减理论，利用非连续变形分析（DDA）方法，探讨滑带强度衰减、滑体强度衰减及其共同作用对Vajont滑坡独特运动堆积特征的影响. 研究结果表明:滑带和滑体强度衰减的共同作用造成了Vajont滑坡显著高速运动和独特堆积特征，滑带强度衰减对滑坡运动速度起主导作用，当滑带强度衰减为15.8° 时，监测块体最大速度为5 m/s，当滑带强度衰减为6.9° 时，监测块体的最大速度为19 m/s；滑体强度衰减则对其高速持时具有显著影响，进而大幅提高滑坡运动的远程能力，当滑体强度为40.0° 时，监测块体水平最大位移为140 m，当滑体强度衰减为14.0° 时，监测块体水平最大位移为260 m；数值模拟过程中滑坡呈现出“一体化”运动特征，此特征可用来解释在实际滑坡堆积体高速远程运动过程中保持良好层序的原因.