川东巴中市恩阳区近水平土质滑坡破坏模式及专业监测预警

巴中市恩阳区属于典型川东北红层区域,近几年大量的人类工程活动及强降雨极易诱发浅表层土质滑坡,对人民的生命财产造成威胁。本文通过对巴中市恩阳区近3年(2020—2022年)新增的25处近水平土质滑坡进行统计分析,建立了区域典型的土质滑坡地质模型:此类近水平土质滑坡的基本特征为岩层倾角和地形坡度均在10°以内(多为3°~5°),呈近水平状,滑体土层厚度前缘薄,后缘厚,且滑坡前缘存在高陡临空面,岩、土分界面明显。在此基础上定性分析了此类滑坡的变形破坏模式:前缘滑移-拉裂,次级剪切滑动,逐级牵引滑移,整体滑动变形。选择区内一处典型的近水平土质滑坡为研究对象,以滑坡前缘和中后部地表位移为主要监测对象,并监测降雨强度,通过GNSS地表位移监测站、裂缝位移计、雨量计等监测设备对滑坡开展专业监测,监测数据表明,近水平土质滑坡的实际变形破坏模式与理论分析结论基本一致。本文的研究结论可为区内同类型滑坡在设计专业监测方案,制定精准防灾避险措施时,提供一定的理论支撑。

近水平岩层滑坡启动的临界水柱高度分析

从岩性特点和外部诱发因素等方面分析了近水平岩层滑坡的形成机制,提出此类滑坡启动的主要诱发因素是暴雨或持续降雨。从力学角度讨论了滑坡启动的判别依据,推导了滑坡启动时的临界水柱高度。研究表明,裂隙水对近水平岩层滑坡启动的影响是有条件的,在滑体厚度d一定的情况下,当滑面长度L小于安全长度LS时,滑坡就会启动,否则裂隙水不足以引起滑坡的启动。同时对应于一定的滑面长度,分析了浅层、中层、厚层滑坡的临界水柱高度值。

近水平地层滑坡平面失稳模型与破坏判据研究

将近水平地层滑坡视为一个系统,针对其平面失稳问题,在建立力学模型的基础上,运用势函数突变模型,从理论上推导了滑坡系统失稳的力学破坏判据和滑带土的临界变形位移。根据近水平地层滑坡演化系统,结合万州区安乐寺滑坡实例,运用所推导出的滑带土临界变形位移公式,得出临界位移约为34mm,并同时提出系统和临界突变状态的差距与外界环境因素——滑坡后缘裂隙积水深度、滑带土含水量的关系,即当滑坡后缘裂隙积水深度和滑带土含水量越大时,系统与临界突变状态的差距越小,滑坡越容易滑动。

超孔隙水压诱发特大型近水平崩坡积层滑坡破坏研究

特大型近水平崩坡积层滑坡广泛发育于三峡库区重庆段万州城区及云阳地区。基于万州城区太白岩古滑坡以及云阳地区老药铺滑坡两个典型特大型近水平崩坡积层滑坡，分析了其结构特征及破坏特点；建立了强降雨作用下特大型近水平崩坡积层滑坡破坏的力学模型，解译了此类滑坡的破坏过程，并提出了滑带（面）超孔隙水压力是此类滑坡破坏的诱因。基于孔隙水压力与土体所处的应力状态的内在关系，推导了滑面处每个土条的孔隙水压力及水压力公式，并得出了考虑超孔隙水压力的滑坡稳定系数表达式。云阳地区老药铺滑坡算例表明，若将老药铺滑坡按zk5分为两个滑坡，两个滑坡的中心段是孔隙水压力值较高的区域；本文的孔隙水压力计算值略大于钻孔量测值，计算误差为5.8%～10%，原因在于滑面超孔隙水压力的消散；暴雨工况（含超孔隙水压力）下老药铺滑坡稳定系数为0.862，滑坡处于非稳定状态，并已发生破坏，验证了超孔隙水压力对滑坡体破坏的诱发作用；建议滑坡治理工程中应在按zk5分成的两个滑坡中间段打设排水孔，消除或降低滑面处的超孔隙水压力值，并结合滑坡周围及坡面的截排水工程以及封填裂隙治理老药铺滑坡。

三峡库区近水平地层滑坡地下水动态特征

近水平地层滑坡是三峡库区滑坡的重要类型。应用万州和平广场滑坡两个水文年地下水动态观测资料,分析其地下水动态特征,提出一些新的认识。三峡库区近水平地层滑坡没有构成多含水层系统,地下水具有潜水的特征,计算滑坡地下水作用力时,应取静水压力模型。

裂隙水作用下近水平地层滑坡破坏机理研究

在近水平甚至反倾地层中发生滑坡的可能性较低,但在我国三峡库区万州区近水平的侏罗系地层中发育有大量的具缓倾角滑面的滑坡,对其成因机理研究具有重要意义。基于弹塑性力学的相关理论和摩尔库伦强度准则,将近水平地层滑坡进行模型简化,对后缘陡倾裂隙中充水导致滑面滑动的问题进行定量化研究。运用弹性力学方法,探讨后缘裂隙中不同充水高度时滑面的破坏情况,分析滑面破坏的动态演化过程,并针对近水平地层滑坡提出一种稳定性计算的方法,对近水平地层滑坡成因机理认识以及该类滑坡防治设计具有参考价值。

近水平层状岩质大型滑坡成因机制及其处治设计

在四川典型的红层丘陵地区,近水平层状岩质滑坡是具有代表性的滑坡类型之一。本文以某在建高速公路近水平层状岩质大型滑坡为例,从地质构造、岩性、水文地质条件等多方面深入剖析其成因机制,进而提出锚索方案、抗滑桩方案和清方+框架锚杆方案三种处治方案,通过工程可靠性和经济上的综合对比,确定最合理方案,为以后类似滑坡提供技术参考。

板梁状滑坡形成条件、成因机制与防治措施

以发生于四川省南江县兴马中学滑坡和大河中学滑坡这2个新老滑坡为典型案例,通过详细调查和分析解剖,提出一种新的平推式滑坡类型——板梁状滑坡。板梁状滑坡平面上呈扁长矩形,纵向长度远小于横向宽,剖面上呈薄板状。其主要发生于由近水平巨厚层砂岩和薄层泥岩构成的斜坡陡崖附近,坡内存在一组平行于坡面的长大陡倾结构面。在强降雨条件下,平行于坡面的张裂缝被快速充水至某一临界高度后,强大的静水压力将外侧岩体整体平推出去,形成平推式滑坡,而后随着裂缝内水头的骤降,滑体很快会自行止动。在较系统地研究并查明形成板梁状滑坡必须具备的岩性条件、坡体结构条件、裂缝储水条件以及强降雨触发条件的基础上,针对板梁状滑坡的后续变形破坏模式,提出加强截排水,消除在裂缝内形成高水头的条件;在板梁外侧根部采取短桩或抗滑键阻止板梁进一步向外滑动;顶部采用连梁或锚索约束其倾倒变形等有针对性的工程治理措施。

万州安乐寺滑坡滑带土松弛试验研究

三峡库区万州区侏罗纪红层中发育了许多近水平地层滑坡,目前对这些滑坡的成因机制存在争议,滑带土特性研究是滑坡成因机制研究的重要途径。为了认识滑带土的松弛特性,采用GDS非饱和土三轴试验系统对万州安乐寺滑坡滑带土进行了松弛试验研究。试验结果表明,滑带土应力松弛速率与初始应变具有线性关系,而围压对应力松弛速率影响不明显;在松弛过程中,土体体变几乎可以忽略不计。根据松弛试验数据,推导了滑带土的应力–应变–时间松弛模型,该松弛模型假定了应力–应变满足双曲线关系,应力–时间满足对数关系,模型可以较好的反映滑带土的应力松弛规律。研究结果为探讨三峡库区近水平地层滑坡的力学机制提供了模型和参数。松弛模型表明,安乐寺滑坡滑带土的松弛应力可以持续到零,这对近水平地层滑坡的成因机制研究及防治具有重要意义。

三峡库区万州红层砂岩流变特性试验研究

在三峡库区万州侏罗纪红层中,发育大量近水平滑坡,其成因一直存在争议。为揭示这些滑坡的形成机制,采用RLM–2000微机控制的岩石三轴蠕变试验机,在恒温条件下,对万州二层岩滑坡的砂岩进行蠕变试验。试样在破坏前经历约8h的加速蠕变阶段,这与现场观察到的近水平滑坡破坏变形特点非常相似。蠕变试验的等时曲线显示该砂岩流变具有较好的线性特征。采取Burgers模型对砂岩流变曲线进行辨识,推导Burgers模型的三维本构方程,并确定模型参数。结果表明,采用Burgers模型可以非常准确地描述该种岩石的流变特性,为探讨万州近水平滑坡的力学机制提供模型和参数。通过分析蠕变应变率–时间关系,发现在蠕变加速阶段初期,蠕变应变率随时间近似线性增长,在蠕变加速后期,蠕变应变随时间近似指数增长。红砂岩在加速蠕变过程中具有高度的非线性,蠕变应变率随时间呈现跳跃增长特性。同时试验结果还表明,该种岩石长期强度只有瞬时强度的0.44倍,这一结论对研究近水平滑坡的形成机制以及防治具有重要的指导意义。