不同密实度条件下泥石流沟侧岸堆积体破坏过程研究

沟道两侧的松散堆积体是泥石流形成的重要物源之一,其在暴雨洪水过程中的破坏和失稳过程在某种程度上决定了泥石流的形成过程,不同密实度条件下堆积体的稳定性和破坏过程将有所不同。本文通过室内理论模型实验研究沟岸两侧堆积体的破坏过程,重在探讨不同密实度下堆积体破坏过程的差异。通过设计4组水槽实验,对不同密实度的堆积体破坏过程进行了实验模拟。结果表明:侧岸堆积体的破坏总体上可分为3个阶段:坡脚侵蚀阶段、频繁崩滑阶段、逐渐稳定阶段,在实验尺度下,较松散的堆积体在水流侧蚀作用下,主要破坏模式为局部滑动失稳;较密实的堆积体,容易形成临空面后易发生大规模倾倒式破坏,表现为重力式坍塌;堆积体频繁失稳过程并不是一次性整体破坏,而是一个逐步渐进的过程,破坏在时间上具有间歇性,空间上具有离散性,规模上涨落性;较松散的堆积体,土体破坏的间隔时间短,但平均规模和总体较小;较为密实的堆积体,土体破坏间隔时间长,但平均规模和总体规模较大,反映了不同密实土体破坏过程的差异。该研究拟为山区流域泥石流的形成方式和过程研究作出贡献。

藏东德弄弄巴古滑坡堆积体物理力学特征及稳定性分析

拟建川藏铁路是自然、地质环境最为复杂的铁路工程,地质灾害作为局部乃至全线的关键控制节点,关乎川藏铁路建设的成败。野外调查表明,德弄弄巴古滑坡位于藏东地区藏曲河右岸一级阶地上,在川藏铁路选线或建设过程中备受关注,其稳定性是直接影响着铁路选线的必要条件。本文在野外调查的基础上,对德弄弄巴古滑坡堆积体的物理力学特征和稳定性进行系统分析和计算。结果表明:天然工况下,组成德弄弄巴古滑坡的碎石土干密度达1.75 g/cm^3以上,含水率低于4%,并且堆积体的黏聚力和内摩擦角与含水率呈显著相关性,随含水率增加而减小;基于FLAC3D数值模拟和GEO-SLOPE稳定性分析表明,堆积体在天然和暴雨工况下整体稳定,但在强降雨条件下,坡脚和坡体后缘地形转折处稳定性较差,坡脚稳定性系数仅0.761。该滑坡在暴雨、地震和人类活动等作用下,极有可能发生局部失稳,影响铁路建设和坡体上居民安全,应进行必要的综合治理和稳定性监测。

泥石流沟岸堆积体侧蚀破坏的随机性

山区小流域沟岸的崩滑堆积体是泥石流形成和补给的重要物质来源,且在震后,随着时间的推移,这种补给作用越来越重要。为了研究沟岸堆积体在径流作用下的侧蚀破坏过程和规律,利用室内水槽,开展了不同上游来流流量、底床坡度以及细颗粒含量的侧蚀破坏过程研究,重点对实验中堆积体侧蚀破坏的现象、过程和其中的随机性特征和规律进行分析总结。结果表明,在不同实验中,沟岸堆积体侧蚀破坏过程主要包括坡脚侵蚀阶段和失稳崩滑阶段,坡脚侵蚀阶段连续而稳定,动力条件主要为水力侵蚀;失稳崩滑阶段的主要动力为重力侵蚀,土体失稳活动在该阶段表现为间歇性和涨落性;土体失稳间歇时间和规模都可以视作随机序列,且失稳间歇时间服从Poisson分布,失稳规模服从Pareto分布。不同实验条件对土体失稳活动的影响主要体现在失稳间歇时间间隔即失稳频率的改变,土体失稳频率随着底床坡度和流量的增大而增大;在小坡度(3°)条件下,土体失稳频率随着细颗粒含量的增大而增大;随着底床坡度的增大(7°),失稳频率随着细颗粒含量的增多先增大后减小;在底床坡度较大时(11°),失稳频率随着细颗粒含量的增多而减小。研究结果可为泥石流的形成机理研究提供参考。