黄土滑坡典型工程地质问题分析

黄土滑坡是西北地区最为严重的地质灾害。随着西部经济的发展及工程活动的加强,黄土滑坡成为近年工程地质研究的热点问题。黄土滑坡后缘地裂缝发育,具有高陡的后壁以及演化特征。泾阳南塬自1976年大面积农业灌溉以来,发生了27处50余起黄土层内滑坡。2005年～2007年6月,对南塬黄土滑坡进行了多次现场调查和滑坡特征测量,获得了详实的野外资料。在现场工作的基础上,初步分析了地下水位上升诱发高速远程滑坡机制、塬边地裂缝成因机制、滑坡高陡后壁成因机制及其稳定性评价方法及黄土滑坡演化机制与演化平衡等当前黄土滑坡研究亟待解决的工程地质问题。

台缘裂缝发育特征、成因机制及其对黄土滑坡的意义

黄土滑坡是我国西北地区非常严重的地质灾害现象,后缘裂缝是黄土滑坡典型特征之一。陕西省泾阳南塬自1976年大面积农业灌溉以来,发生了27处50余起黄土滑坡。研究区塬边裂缝发育,滑坡密集分布的太平至蒋刘段目前共分布着28条裂缝,总延展长度为1424m。塬边地形形态控制着裂缝的发育、成因机制,因此,根据裂缝所处塬边地形形态,将南塬裂缝发育模式分为:"U"模式、"W"模式和"Z"模式。裂缝形成后对塬边滑坡的发展产生重要影响,使得坡体土体应力状态接近破坏边界面,只需较小的孔压增量和荷载即可诱发滑坡,同时,改变了地表水的入渗途径,极大地增加了地面灌溉和降雨诱发滑坡的概率。同时,裂缝的形成对于黄土滑坡的演化和群体性分布具有重要的意义。

泾阳南塬多序次黄土滑坡特征参数与成因

泾阳南塬黄土滑坡表现出典型的多序次破坏特征,已造成了严重的土地资源损失及经济林地破坏。以泾阳南塬多序次黄土滑坡为研究对象,根据现场调查结果对黄土滑坡的多序次特征参数进行统计分析发现,随滑动序次的增加,滑坡表现出体积递减、滑距缩短、剪出口升高以及后缘两侧易滑等特征。进一步通过剪切试验及数值仿真实验,对滑坡的多序次成因机制进行了初步探讨,结果表明:灌溉导致地下水位持续上升是研究区黄土滑坡形成的主要原因,其力学机制可概括为土体在排水条件下,因孔压激增引发不完全排水行为,从而发生的静态剪缩破坏;前序次滑坡的形成改变了斜坡原有的结构形态,为后序次滑坡的孕育和发展提供了良好的滑动条件,主要表现在堵水促滑、凸坡促滑以及液化分异三方面影响。

泾阳南塬黄土滑坡特征参数统计分析

1976年泾阳南塬大面积提水灌溉以来,沿泾河右岸诱发了27处、50余起黄土层内滑坡,使得台塬面积不断缩小、水土流失加剧。本文在对南塬黄土滑坡特征参数测量的基础上,对其进行了统计分析,主要包括滑坡后壁陡坎高度、整体坡度、地裂缝发育情况以及滑距坡度等。分析表明:①滑坡后壁陡坎高度与马兰黄土厚度一致,受黄土垂直节理控制;后壁总体坡度较大,是黄土滑坡演化的重要因素;②裂缝发育规模总体偏小,但活动特征明显;③滑距坡度可作为研究区远程、短程滑坡划分的一种依据。同时,对滑距坡度在黄土滑坡滑距预测及危险性区划中的应用前景进行了探讨。

泾阳南塬黄土滑坡的运动规律与液化效应

[目的]查明滑坡的运动特征及其影响因素,探讨滑坡的运动规律与内在机制,为区域防灾减灾工作提供理论借鉴。[方法]以泾阳南塬黄土滑坡为例,通过现场调查及槽探查明了滑坡的运动特征,采用统计学方法分析了滑坡的运动规律,在此基础上,探讨引起滑坡运动特征分异的"液化效应"。[结果]按照运动特征将泾阳南塬黄土滑坡划分为流滑型和滑动型两类,流滑型滑坡的滑距一般为坡高的4倍,滑动型滑坡的滑距约为坡高的2倍。1.50×10~5 m^3可近似的认为是研究区内"足以形成最大液化程度的最小滑体体积"。[结论]滑体体积及边界条件对滑坡运动液化影响显著,一般情况下滑坡体积越大、滑动边界越简单,运动液化程度就越高,运动距离也就越远;而体积越小、滑动边界越复杂,运动液化程度就越低,运动距离也就越近。

泾阳南塬黄土滑坡刮铲推覆构造与滑带土微观结构

泾阳南塬黄土滑坡刮铲推覆构造反应了一种典型的表生地质动力作用现象。通过野外调查,开挖探槽及SEM样品处理,综合分析泾阳南塬黄土滑坡原状土及滑带土的物理性质和微观结构,包括矿物成分、颗粒级配、孔隙度、方向频率、丰度和分形维数等特征,结合黄土滑坡前缘冲击阶地并对阶地刮铲推覆作用及逆冲剪断、液化、竖向渗流通道等细观现象,反演滑坡运动过程,并对滑坡运动过程中的力学状态进行解释。结果表明:土体微观结构特征与滑坡细观现象和刮铲推覆构造的产生有必然的联系。原状土体颗粒定向显著,孔隙度较大,孔隙连通性较好,在外力作用下易形成裂隙贯通和发生液化,进而形成竖向渗流通道和地表涌沙现象;滑带土粒径不均匀系数增大,孔隙度减小,孔隙形状改变,定向性减弱,单元体分形维数增大,这是滑坡运动过程中受挤压剪切作用,颗粒发生碰撞,孔隙水溢出的结果;而滑带土前缘较中部孔隙更为密实,孔隙度差异较小,颗粒分形维数较小,这是由于滑坡前缘为滑坡刮铲阶地推覆作用形成,主要受挤压作用,受力集中且均匀。

西安地区泾阳南塬全新世黄土剖面磁化率反映的古气候

为预测西安地区乃至中国和全球未来环境的发展趋势提供依据,通过对西安地区泾阳南塬寨头村典型剖面全新世黄土—古土壤地层的岩性描述、地层划分和对比,结合泾阳县新庄村AMS14C的年代测定和其他学者的测年数据,建立了该地区全新世以来黄土沉积年代序列。根据磁化率气候替代指标显示的曲线特征,阐述了这一替代指标在剖面上的变化规律,探讨了该黄土剖面所反映的东亚冬、夏季风强弱变化特点,论证和详细分析了西安地区全新世以来环境变化的特征和规律,进而对该剖面磁化率曲线特征与其他学者的孢粉谱建立的温度曲线对比,对西安地区全新世以来古气候的阶段性进行了详细分析和论证。将西安地区10000年以来的气候演变划分为7个气候阶段。

黄土坡顶裂缝成因及演化过程分析

黄土坡顶裂缝是黄土滑坡的重要诱因,探究其成因机理及演化过程对指导黄土区防灾减灾具有重要意义。在地质勘测和力学分析的基础上,提出了"五阶段"黄土坡顶裂缝的发育过程,即龟裂→发展→拉张→贯通→成型,认为黄土坡顶裂缝的发育成型是动态发展的过程,是外界蒸发、入渗,坡体内部水土相互制约、古土壤层"堵渗"、"阻裂"等多因素共同作用下的混合成因。干燥蒸发引起的地表龟裂是裂缝起始孕育阶段,此后地表蒸发和地表水入渗则极大地促进了裂缝的发展,这个过程是裂缝发育的龟裂阶段;不均匀的干燥收缩使裂缝尖端同时受拉张、剪切共同破坏作用,这个过程是裂缝发育的发展阶段;前期次滑坡,拉张坡顶裂缝的同时,使坡内原生结构面张开,这个过程是裂缝发育的拉张阶段;坡顶裂缝汇水有优先向坡内环状裂缝渗流的趋势,贯通后裂缝深度大为增加,这个过程是裂缝发育的贯通阶段;古土壤高强度、低渗透性的特征具有"阻渗"、"阻裂"效果,制约了裂缝的发展,这个过程是裂缝发育的成型阶段。最后,以陕西泾阳南塬庙店西村黄土滑坡为例,实证了上述裂缝发育阶段。

泾阳南塬黄土环剪强度特性试验研究

研究大剪切位移条件下土的抗剪强度特性,对于边坡稳定性分析以及滑坡防治等具有重要意义。利用环剪试验仪,研究了饱和状态下泾阳南塬黄土在不同法向应力和剪切速率下的抗剪强度特性。试验结果表明:饱和黄土的抗剪强度随法向应力的增大而增大,呈明显的线性关系;随着剪切速率的增大,饱和黄土的抗剪强度呈减小的趋势;在剪切速率较低时,饱和黄土的剪应力—位移曲线呈应变硬化型,而剪切速率较高时,剪应力—位移曲线出现较明显的剪切峰值强度,表现为应变软化型,且剪应力达到峰值强度时的剪切位移也随剪切速率的增大呈增大的趋势。

泾阳南塬黄土滑坡类型与发育特征

1976年泾阳南塬大面积提水灌溉以来,沿泾河右岸发育27处,50余起黄土层内滑坡,造成严重的经济损失和人员伤亡,使得台塬面积不断缩小,水土流失加剧.通过对南塬黄土滑坡多次野外考察和滑坡测量,研究了泾阳南塬黄土滑坡类型与发育特征.依据滑坡发生力学机制对南塬黄土滑坡进行了分类,包括黄土流滑、黄土滑动和黄土崩塌.南塬黄土滑坡具有高陡的后壁,后缘裂缝普遍发育,具有演化性与群体性分布特征.其中裂缝发育及高陡的滑坡后壁是造成滑坡演化的重要因素.裂缝的发育还是滑坡群体性分布的内在动力机制.

泾阳南塬Q_2黄土物理力学特性

黄土是中国西部常见的一种天然建筑材料,受形成环境影响,其物理力学性质在空间上表现出显著的差异性,研究典型黄土的物理力学性质,对区域工程建设具有一定借鉴意义。以陕西泾阳南塬典型斜坡中Q_2黄土为研究对象,通过激光粒度分析、土常规试验、X射线衍射试验、渗透试验、三轴试验及环剪试验等方法,系统地研究了泾阳南塬Q_2黄土的物理力学特性。研究结果表明:泾阳南塬Q_2黄土具有一定的大孔隙结构,粒组成分以细粒组为主;天然含水率、密度及孔隙比随埋深呈规律性变化;黄土中原生矿物及次生矿物含量分别占到50%和47%;塑限为(15.4±1.2)%,液限为(26.8±0.7)%;渗透性较低,具有各向异性,有效渗透系数为3.455×10^(-4) cm/s;含水率对黄土的应力-应变关系、抗剪强度参数及破坏模式具有显著影响,塑限可视为黄土脆性与塑性变形的界限值;残余强度受剪切速率及法向应力影响较大,残余强度参数随剪切速率的增大而降低,与法向应力无关。