河流作用下堵江滑坡运动特征差异性研究

【目的】水因素在滑坡灾前变形、运动解体、堆积过程中均发挥重要作用。从水力学角度,讨论河流流水对滑坡堆积、堵塞河道、形成堰塞坝的影响有重要减灾意义。【方法】基于2018年金沙江白格滑坡基础信息,聚焦有、无河流作用下滑坡运动演化过程中滑速、能量、形态特征差异,分别考虑白格滑坡处于无河流流水、有河流流水作用两种情况,开展了其运动过程的DEM模拟、CFD-DEM耦合模拟。【结果】根据计算捕获的速度、能量、形态等滑坡运动特征,量化揭示了河流流水对堵江滑坡的具体影响。【结论】研究发现:(1)河流流水影响下,滑坡体平均速度偏小,因河流影响的滑体部分较少,河流流速变化对滑坡体运动的影响较小且无明显规律;(2)动能和应变能在滑坡高速运动阶段受河流影响更明显,重力势能及能量损失在滑坡堆积阶段受河流影响更为明显,较无河流作用对白格滑坡应变能的影响最大,为1.80%。(3)河流对滑坡体形态特征的影响主要体现为最终纵向堆积长度的变化,滑坡计算启动后70 s,不受河流流水影响时,滑体纵向长度稳定在1.7 km,考虑河流流水影响下稳定在1.5 km,考虑河流影响下的模拟结果与实际情况较为吻合。

软弱夹层工程地质性质的室内仿真研究

岩体中软弱夹层是控制岩体稳定的重要边界条件.软弱夹层的厚度通常仅数毫米至数厘米,太薄的试样在现场难以进行饱水条件的强度试验.软弱夹层的工程地质性质既与岩体应力、地下水等环境条件有关,也与其成因性质、粘粒含量和粘土矿物成分等有关.对于成因相同、粘土矿物成分一致、粘粒含量变化不大的软弱层带而言,在受到不同压应力作用时,其物理力学参数必然与之有一定的对应关系.通过室内压密仿真试验,一方面再现了软弱夹层在饱水条件下的脱水、压密和固结过程,建立了基本物理力学指标与压应力的关系.另外,也从本质上揭示了软弱夹层的工程地质性质很大程度受岩体应力的影响.对于深部难以开展现场试验的软弱夹层的工程地质性质的评价,室内仿真试验方法提供了新的思路,具有显著的经济价值和工程意义.

地应力作用下软弱层带的工程特性研究

分析了勘探平洞中软弱层带取样试验存在的问题 ,研究了软弱层带受开挖松弛的影响 ,并采用了一种有效控制开挖松弛的取样办法 ,使软弱层带试验成果能反映天然地应力下的工程特性。以金沙江某水电站坝址软弱夹层为例 ,研究了地应力与软弱层带物理力学参数的关系 ,揭示了地应力是控制软弱层带工程特性最活跃的因素 ,这对岩体工程的建设和稳定性分析有指导意义。

岩体变形参数渐变取值模型及工程应用

分析了当前岩体现场试验、变形参数取值和常规计算模式存在的问题。针对河谷、斜坡岩体从表部到深部 ,岩体风化、岩体波速和岩体地应力等彼此均呈现渐变性特征 ,提出了岩体变形参数渐变取值模型 ,并以黄河上游李家峡水电站初期蓄水监测资料 ,论证了岩体变形参数空间上连续性渐变取值的合理性和科学性 。

基于Hoek-Brown经验公式的岩体稳定性可靠度分析

为消除因用Hoek-Brown经验公式的中间变量而导致评估的稳定性概率产生累积误差,提出岩体稳定性可靠度应直接由基本变量入手来评估。简要介绍Hoek-Brown经验公式评估力学参数方法后,根据微元体应力定义了单元安全系数,建立了包含Hoek-Brown经验公式基本变量在内的功能函数。选用了Rosenbleuth点估计法评估单元安全系数的概率特征值,介绍了与有限元法结合计算稳定性可靠度的基本流程。对一开挖边坡稳定性可靠度计算分析表明,计算结果与边坡实际发生的破坏特征一致。建议的方法可方便地用于边坡、地基和地下洞室中岩体稳定性的可靠度评价。

中国泥石流发育分布特征研究

分析研究表明，我国泥石流的发育与我国气候（降水）、地形地貌、深大断裂、地震活动、地层岩性的分布特征密切相关。受上述因素共同影响，我国泥石流的分布特征具有区域性和地带性规律。

堵江滑坡作坝的主要工程地质问题及利用情况分析

国内外大量的文献资料和作者野外现场调查表明：滑坡堵江成坝形成堰塞湖在山区一带广泛发育，研究发现堵江滑坡作坝存在的工程地质问题主要包括渗透变形、稳定性、沉降及不均匀沉降和砂土液化问题。文中对上述工程地质问题进行了探讨，并对滑坡坝的利用情况进行了实例分析，为开发堵江滑坡坝、堰塞湖蕴含的丰富水利水电资源起指导性作用。

堵江滑坡作坝主要工程地质问题及实例

国内外大量的文献资料和作者的野外现场调查表明，滑坡堵江成坝形成堰塞湖在山区一带广泛发育。研究发现堵江滑坡作坝存在的工程地质问题，主要包括坝体的渗透变形、稳定性、沉降及不均匀沉降和砂土液化问题。对上述工程地质问题进行探讨，并对堵江滑坡坝进行实例分析。

岩体等效抗剪强度概率特征值评估在边坡稳定性可靠度分析中的应用

为消除因采用Hoek-Brown准则中间变量而导致评估等效抗剪强度参数概率特征时产生累积误差,针对Hoek-Brown准则各变量具可变性和不确定性,提出应直接由基本变量入手来评估。在简要介绍Hoek-Brown准则基础上,选用了Rosenblueth点估计法和Monte-Carlo抽样法对边坡岩体的等效抗剪强度概率特征值以及边坡稳定性可靠度和破坏概率进行了对比计算分析。尽管2种方法计算结果差异很小,但是与Monte-Carlo抽样法相比,Rosenblueth点估计法计算量明显减小。而Rosenblueth点估计法较为简单,因此工程中可以用它来估计岩体有关参数概率特征值、稳定性可靠度和破坏概率。

黄河上游第三系泥质沉积物室内超高压试验研究

通过室内超高压试验 ,再现了黄河上游第三系泥质沉积物成岩作用中的压密变化过程。论证其较好的工程特性是由于曾经遭受较大的压应力作用的结果 (包括自重应力和构造应力 )。这与青藏高原强烈的构造运动和地壳的差异隆升密不可分。对比现场试验与室内试验成果 ,证明用室内超高压试验获得的力学参数与物理指标的关系可以评价第三系泥质沉积物的力学参数 。

四川宝兴县大板桥滑坡坝的基本特征及成因机制分析

在野外现场调查的基础上，对四川省宝兴县硗碛水电站下游５００ｍ处的大板桥滑坡坝的基本特征及成因机制进行了分析。

脆性岩石单轴循环加卸载试验及断裂损伤力学特性研究

以向家坝砂岩单轴循环加卸载室内力学试验结果为基础,结合岩石内部微裂纹的细观力学分析,对脆性岩石单轴循环加卸载的应力-应变曲线特征、峰值强度及断裂损伤力学特性等进行研究。给出一种根据应力-应变曲线计算损伤变量的方法,损伤变量计算结果和声发射测试数据变化规律较为一致。试验结果表明,砂岩的循环加卸载强度要比单轴压缩强度要小很多,对于脆性岩石单轴循环加卸载的峰值强度来说,受到多种因素的影响。弹性常数计算结果表明,循环加卸载过程中泊松比逐渐增大,而弹性模量在第一次循环加卸载增大之后则缓慢减小。脆性岩石循环加卸载过程中,岩石损伤在逐渐累积,在微裂纹进入不稳定扩展阶段,岩石损伤会迅速增大,岩石宏观力学特性取决于内部微裂纹的细观力学响应。

天然围压下软弱层带的工程特性及当前研究中存在的问题分析

由于地壳岩体中三向地应力普遍以压应力方式存在，因而位于岩体中的软弱层带面上将受到三向主压应力引起的法向压应力（天然围压）的作用。本文研究了天然围压下软弱层带泥质物的工程特性与所受天然围压具有较好的对应性和相关性。指出了当前软弱层带工程特性研究中因忽视天然地应力条件而存在的问题。

Hoek-Brown岩体非线性强度的线性化方法

以瞬态摩擦角φi为中间变量详细推导Hoek-Brown准则的τ-σ关系。根据Hoek-Brown准则的τ-σ关系,推求Hoek-Brown准则下最小单元安全系数所对应的截面位置,并认为该截面为岩体发生临界破坏时的破坏面。根据岩体发生临界破坏时的破坏面位置以及作用于该面上的正应力和剪应力求得岩体在发生临界破坏时所受到的最小主应力σ3。通过搜寻计算模型范围内每一种材料中所有单元临界破坏状态下的最小主应力σ3找出每一种材料中最小主应力区间。采用最小二乘法推导通用Hoek-Brown准则在任意最小主应力区间范围内的等效Mohr-Coulomb参数。采用本文中建议的线性化方法和Hoek-Brown准则强度折减法对一边坡算例进行计算。结果表明:当每一种材料的最小主应力区间划分得越细,通过等效Mohr-Coulomb参数求得的边坡安全系数和破坏面位置与通过Hoek-Brown准则强度折减法获得的结果越接近。

高速公路泥岩边坡时效变形破坏机理分析

中国西部山区泥岩地层中修建高速公路,泥岩边坡常发生变形失稳破坏。基于大变形理论,采用完全非线性瞬态动力学分析方法,研究了泥岩边坡开挖前、开挖后暴雨产生孔隙水压力和孔隙水压力消散的时效变形过程,揭示了坡体开挖和孔隙水压力是边坡发生变形破坏的主要因素,为边坡的处治设计提供了理论依据。

核电厂边坡地震动力响应研究

将大型、复杂条件核电厂边坡简化为含结构面的单自由面柱体模型和多自由面斜坡模型,研究地震波前处理和输入、人工透射边界设置,模拟简谐波和地震波的传播、反射、振荡和衰减规律,比较理论解和数值解的吻合性,采用强震记录分析边坡地震时程响应规律。研究表明:地震波在柱体模型的单自由面上产生放大效应和反射,在软弱夹层处产生反射和透射。约束边界反射地震波,设置黏滞吸收边界和自由场透射边界则有效消除反射现象。地震波在斜坡模型的斜面上产生多次自由面放大效应,且放大效应随着高程增大而增大。地震作用下各向异性斜坡的自由面放大效应较之各向同性斜坡强烈,软弱夹层处产生较大的相对滑移和永久变形,各向异性条件下更不利于边坡的抗震稳定。

用于填筑路堤加固的竹筋格栅力学性能

为了研究慈竹土工格栅在四川巴中-南充高速公路填筑路堤加固应用中的可行性,通过新鲜慈竹的顺纹抗拉和弯曲试验统计分析了慈竹土工格栅的力学性能,将其与传统土工格栅的力学性能相比表明:慈竹土工格栅能满足规范对传统土工格栅的要求,可用于填筑路堤加固。根据力学性能试验结果,选取龄期2 a以上的慈竹作为该公路路堤的辅助加筋材料。通过室内直剪试验对慈竹加筋土的界面特性进行研究,确定了竹青和竹黄朝向间隔布置的竹片格栅相对较优,对应的界面摩擦系数能达到0.32:拉拔试验获得竹片与土的界面似摩擦系数能达到0.35。提供的慈竹土工格栅的编织工艺以及加筋填筑路堤的施工工艺能更好地为工程服务。

基于地貌与运动学特征的古滑坡群成因分析

针对四川省雷波县马湖古滑坡群规模的新发现,对其地貌与运动学特征进行详细分析,以期研究该滑坡群的成因。依据钻孔及超声波所测量的马湖湖底地形确定古璜琅河河床特征、古滑坡群平面范围和深度;在古滑坡外形、结构及地质环境现场调查的基础上,重点进行地貌分析、古滑坡群分期和确定各期运动轨迹;运用能量守恒方程计算滑坡速度,辅助确定古滑坡群的形成机制。结果表明:滑坡群规模巨大,面积达18.2 km2(包括湖底部分),体积约20×108m3;滑坡群按照岩性和结构可以分为3区,形成过程分为4期;古滑坡群为多期地震诱发的顺高陡地层界面的高大、高速、远程滑坡;地貌和运动学分析可作为确定古滑坡成因的一种方法。

深埋长隧道有害气体发生的地质条件初探

有害气体是深埋长隧道的主要地质灾害现象之一。本文在现场调查及查阅国内外文献资料基础上 ,探讨了有害气体发生的地质条件 。

层状岩质边坡的屈曲破坏分析

本文根据多层层状结构岩质边坡的屈曲破坏模式,建立了相应的力学模型,从理论上对这种形式的破坏机理进行了研究,得出了相应力学模型的挠曲曲线的理论解。对具体工程实例的应用表明,本文的研究成果不仅能解决具体工程问题,而且有助于深入理解该类边坡的屈曲破坏机理。