基于演化过程的互层斜坡深层倾倒稳定性评价

互层倾倒是一类典型的深层倾倒模式,为准确评价其稳定性,开展互层倾倒的工程地质特性及稳定性评价研究。以雅砻江上游发育的深层倾倒体为典型实例,利用基于演化过程的研究方法,在构建倾倒体工程地质模型的基础上,从变形过程和演化阶段上定量评价斜坡整体稳定性。研究表明:互层倾倒是由块体倾覆和板梁弯曲形成的复合倾倒模式,即:硬岩发生块状-弯曲倾倒,而软岩发生弯曲倾倒;空间上,一个发育完备的倾倒体可划分为:滑动区(A区)、强倾倒区(B区)、弱倾倒区(C区)以及原岩区(D区)。基于实测数据提出的斜坡倾倒定量描述体系,可以作为岩体倾倒变形识别和变形程度分级的基本依据;时间上,互层倾倒演化过程主要经历4个演化阶段:卸荷回弹陡倾拉裂面阶段,初始变形阶段,板梁根部折断、剪切面贯通阶段以及破坏阶段,并最终转化为蠕滑-拉裂模式形成滑坡。该滑动面受强变形岩体中倾向坡外结构面控制,而并非沿最大弯折带发育;滑动区(A区)的出现意味着斜坡最终破坏的发生,对应于演化的第三阶段,为斜坡的极限平衡状态,稳定性系数介于1.0~1.05之间。基于演化过程的评价方法,能有效解决互层倾倒稳定性评价问题。

雅砻江上游互层斜坡倾倒变形破坏机制与演化

以甲西倾倒体为典型实例,从赋存环境、发育特征、形成条件等基础层面上分析雅砻江上游互层斜坡倾倒变形破坏机制及演化过程。研究表明:区内大型倾倒体是斜坡岩体在叠加有残余构造应力的自重应力场中长期演化的产物,软硬相间的岩性组合、陡倾内的岸坡结构,加之垂直层面密集节理的切割是斜坡发生倾倒变形的控制性因素;斜坡倾倒是受节理面和层面控制的复合倾倒模式,即:硬岩发生块状-弯曲倾倒,而软岩发生弯曲倾倒;受河谷演化控制,斜坡变形破坏主要经历了4个演化阶段:卸荷回弹陡倾面拉裂阶段,初始变形阶段,板梁根部折断、剪切面贯通阶段以及破坏阶段,并最终转化为蠕滑-拉裂模式形成滑坡。该滑动面受倾向坡外破裂面控制,而并非沿最大弯折带发育。

基于离散元技术的软硬互层斜坡动力响应及失稳机理研究

为研究不同岩层倾角陡倾顺层软硬互层斜坡在地震作用下的动力响应及失稳机理,以汶川地震中干磨坊滑坡和水磨沟滑坡为原型,结合三维离散元技术开展两种软硬互层斜坡对比分析。动力响应分析结果表明:在相同地震荷载作用下,陡倾软硬互层60°斜坡模型的PGA(峰值地面加速度)放大系数随着高程的增加表现出非线性增长,在坡顶动力响应最为强烈;陡倾软硬互层80°斜坡模型PGA放大系数随着高程的增加表现出先增大后减小再增大的节律性变化,在坡高1/3处和坡肩部位动力响应最为强烈。失稳机理分析结果显示,在地震荷载作用下:陡倾软硬互层60°斜坡模型发生滑移-弯曲式溃滑,斜坡的破坏流程机制分为四个阶段,即①裂缝扩展-层间错动阶段、②坡脚岩体弯曲隆起阶段、③上部岩体横向滑移阶段、④弯曲剪断-整体失稳阶段;陡倾软硬互层80°斜坡模型发生滑移-下部弯曲-上部倾倒式破坏,斜坡的破坏流程机制分为四个阶段,即①微裂隙扩展阶段、②层间错动-局部裂隙贯通阶段、③下部岩体弯曲阶段、④上部岩体倾倒破坏阶段。

陡倾互层斜坡动力损伤能量特征识别方法研究

为研究强震作用下软硬互层斜坡变形破坏过程中坡内损伤演化特征,进而为斜坡地震稳定评估提供技术支持,通过对离心机振动台试验中采集的加速度监测数据进行降噪、信号重构及HHT变换处理,分析边际谱峰值以及熵值与坡体损伤发育之间的规律,提出根据边际谱累积熵值识别陡倾互层斜坡动力损伤的方法。结果表明:(1)软硬互层斜坡在强震作用下变形破坏模式为动力滑移–弯曲型,该类斜坡强震破坏位置较浅且其动力响应呈现显著的近坡面效应。(2)随地震波作用的增强,坡内损伤破坏部位的边际谱峰值及熵值均会出现突变,但仅边际谱熵值可量化反映坡体损伤程度。(3)相对于采用边际谱峰值或其熵值变化识别斜坡损伤的方法,边际谱累积熵值云图具有可直观反映坡内损伤破坏过程、坡体不同位置受损程度,并可识别锁固段及破坏面位置的优点。