拦挡坝-桩群复合结构的高速滑坡碎屑流拦挡效果

针对仅依靠单一形式的防护结构往往难以有效防治滑坡碎屑流灾害的问题,将拦挡坝和桩群两种防护方法相结合,并采用离散元模拟分析拦挡坝-桩群复合式结构的防护效果。考虑了不同形状的桩群结构,从滑坡碎屑流堆积形态、流速变化、桩群潜在失效可能性、拦挡坝冲击力降幅等方面评价复合结构的防护效果。结果表明:方桩桩群与拦挡坝组合形成的复合结构具备更优的拦挡效果,能更显著地削弱滑坡碎屑流的冲击破坏能力;方桩桩群具有更高的失效可能性。建议工程结构设计中采用较大的桩高以避免越流现象,同时采用垫层等措施保护桩群,避免发生冲击破坏。

高速滑坡远程预测的块体运动模型

基于对高速滑坡发生机理的认识及对其运动特征和堆积特征的分析 ,认为滑体内部的速度和变形具有不均匀性 ,且运动过程伴随着变形能的积累、释放和损耗。在此基础上 ,假定滑体的运动形式是连续可变的 ,建立了预测高速滑坡远程的块体运动模型。应用该模型可以模拟滑坡发生后滑体运动的全过程 ,同时可预测滑坡的最大滑速和最大滑距。利用该模型对洒勒山滑坡等实例进行了数值模拟 。

基于层次分析法的库岸高速滑坡危险度评价

高速滑坡的判定是滑坡治理工作中的一项重要内容,但由于目前尚没有统一规范的滑速计算方法,因而给高速滑坡的预测带来了一定的困难。层次分析法是一种定性与定量相结合的多目标决策分析方法,针对库岸高速滑坡发生的各影响因子,采用层次分析法对鹅公带古滑坡体的高速滑坡体危险度进行了分析评价,为库岸高速滑坡的预测提供了一条新思路。

大型高速滑坡启程流体动力学机理研究

大型高速滑坡在启程活动阶段中,由于锁固段突然被剪断,高度集中的剪应力突然被释放,常出现孔隙水压力突然增大;同时,饱水的滑带由于强烈的高速摩擦,使滑面附近产生高温,并使滑带水突然汽化,产生巨大的水汽化压力;孔隙水压力与水汽化压力耦合,使作用在滑面上有效应力减小。这两种流体动力学现象是大型高速滑坡产生启程剧滑的重要原因。通过三轴剪切试验,探讨了滑带孔隙水压力与剪切速率的关系,导出了大型高速滑坡启程活动阶段滑带孔隙水压力的计算公式。详细地研究了大型高速滑坡启程活动阶段滑面瞬态温度场的变化规律,导出了滑面温度变化的方程式,计算了云南头寨沟滑坡启程活动阶段由于强烈高速摩擦产生热量的传导深度,进一步对该滑坡启程活动阶段滑带孔隙水汽化效应进行了研究。

易贡远程高速滑坡形成原因试验探索

针对易贡远程高速滑坡的高速、长距离等特点,结合环剪试验可模拟大位移剪切的特点,通过不同剪切速率下环剪试验以及排水和不排水条件下的对比环剪试验分析易贡远程高速滑坡的形成原因。结果表明,高速剪切使孔隙水压力不能及时消散,剪切过程引发孔隙水向剪切面运移,剪切面土体含水量和细粒含量明显高于剪切面上下层土体,以致剪切面液化。不排水剪切条件下的有效内摩擦角比排水剪切大幅降低,初步揭示了剪切速度越高,土体强度越低,两者交互作用的滑坡加速促进原因。

二维高速滑坡力学模型

针对高速滑坡能量大、速度快,往往会带来灾难性破坏的严峻现实,研究滑坡的发生机制、分析滑坡体的滑动时间及滑动速度对预测滑坡体的破坏特征具有重要意义。基于灾变链式理论,借助滑坡体含水条件下的突滑力学模型,结合滑动过程中的能量转化和耗散,提出一种新的滑坡体滑动速度及滑动时间的计算公式。该计算公式考虑了孔隙水和空气阻尼的耦合作用,能够较好地符合实际情况。实际工程中可用该公式来判断滑坡的危害性,为工程设计及施工提供理论依据。

高速滑坡飞行气动特性的风洞试验研究

国内外已发生的许多大型高速滑坡在近程活动阶段均呈现飞行运动 ,高速滑体如同机翼一样 ,将产生机翼效应 .这种空气动力学效应不仅使滑坡飞行得更远 ,而且使位能更多地转变成滑坡飞行的功能 ,使滑体获得更大的速度 .将高速滑体制成相似的机翼模型 ,进行风洞试验 ,即可测定滑坡凌空飞行的空气动力学参数 ,从而计算大型高速滑坡凌空飞行的空气动力升力、飞行速度和飞行距离等 .风洞试验结果表明 :高速滑体的几何外形与结构、飞行姿态对高速滑坡飞行气动特性有显著影响 。

高速滑坡岩体碰撞效应的试验研究

应用力学原理从理论上分析了大型高速滑坡岩体与阻挡山体的碰撞过程,得出了碰撞后滑坡岩体的平均运动速度和运动方向的关系式;通过碰撞试验研究了滑坡岩体碰撞解体后的加速运动效应,得出了不同速度段岩体体积的分布规律,为进一步研究远程活动阶段碎屑流的形成奠定了基础,对防灾减灾具有重要意义。

高速滑坡中的热效应分析

从理论和数值分析两方面讨论滑坡滑带内热致孔隙压力及其对高速滑坡的影响。首先给出土体动力平衡方程、热和孔压的产生与耗散方程构成的热–水压–力学模型,然后在该模型基础上讨论滑带(局部化剪切带)产生的条件,对滑带宽度的演化及影响因素进行分析,最后探讨土体变形产生热而导致高孔隙压力及低摩擦系数的问题。结果表明,当热软化效应超过应变硬化效应后,失稳就将发生。失稳后,土体发生剪切局部化变形,在滑坡的滑面内产生剧烈变形。一般情况下,滑带宽度是变化的,其变化对滑带内应变、应变率有很大的影响,从而导致滑带内孔隙压力、温度等的明显变化。滑坡的加速运动是由于剪切带中材料的变形,热被集中于剪切带内,而导致其中孔隙压力的快速上升和土体强度的快速下降引起的。

云南头寨沟大型岩质高速滑坡碰撞模型试验

首次提出了滑坡岩体高速碰撞的模型实验方法。通过实验,研究了滑体碰撞解体后不同速度段岩体体积的分布规律。结果表明,加速块体所占比例基本上与滑体体积及碰撞速度无关,加速块体体积大约为碰撞前滑体总体积的20％,但个别块体获得的加速效应与滑坡体积及碰撞速度有明显的正相关关系。运用实验成果,分析了头寨沟大型岩质高速滑坡形成远程高速的机理。

岩石力学特性分析与高速滑坡启动速度预测

斜坡高速滑动之前,在静力极限平衡状态时形成与抗剪强度相当的抗滑力。一旦锁固段突然被剪断,由于峰残强降效应,原有下滑力的一半得到释放,赋存其中的弹性应变能则转换为滑坡剧动的动能。因此,滑坡体在启程的瞬间产生相当高的初速度,并使其沿着滑动面高速下滑。以云南昭通头寨沟大型高速远程岩质滑坡为例,通过常规三轴压缩试验,研究了滑坡区主要工程地质岩组(玄武岩)岩芯的变形和强度特性。试验结果表明,玄武岩的峰值强度与残余强度之间存在显著的差异,峰残强降率为50%左右。并在试验研究的基础上,对头寨沟滑坡启程初速度进行了预测。

高速滑坡发生的危险斜坡判别

高速滑坡发生之前的危险斜坡判别是高速滑坡发生时间预报和减灾防灾的基础工作。危险斜坡判别的主要内容是危险斜坡的空间位置和危险程度。本文从高速滑坡形成发生的因子分析入手 ;应用数理统计、模糊数学与专家经验相结合的综合分析方法 ;采用黄金分割的原理 ;建立了高速滑坡发生的危险斜坡判别的指标体系和危险度判别模型。

高速滑坡活动强度预测的一种新方法探讨

考虑滑坡过程中速度和变形的不均匀性、变形能的改变以及能量的损耗 ,提出了预测高速滑坡活动强度的一种新方法 .利用该方法可以预测高速滑坡的滑动速度和灾害范围 .

剧冲式高速滑坡全程动力学机理分析

剧冲式高速滑坡是具有剧动启程，高速运行，碰撞解体及冲击成坝的高速岩质滑坡。本文根据高山峡谷区大型滑坡坝的形成过程，分析了高速岩质滑坡的临床峰残强降加速机理，滑体势动转化加速机理，空气动力擎托持速机理及滑坡坝冲击夯实机理。

强震条件下高速滑坡的空间分布特征研究

5.12汶川地震引发了大量的滑坡灾害,本文以汶川地震极重灾区涉及的四川12县市为研究区域。通过详细的现场调查研究,对强震条件下的典型高速滑坡的空间分布特征进行了综合分析。从区域上看,高速滑坡明显呈带状沿龙门山断裂带展布,并主要受北川—映秀断裂控制。此外,本文还对研究区域内典型高速滑坡的滑程、剪出口高程、滑坡前后缘高差等几何要素的空间分布规律做了分析研究。

汉源二蛮山高速滑坡启程阶段孔隙水压力效应分析

高速滑坡在启程滑动时锁固端突然剪断,剪应力释放导致滑带附近孔隙水压力突然增大,从而大大降低了有效应力,使滑坡具有很高的初始速度。以二蛮山滑坡为例,采取现场调查、室内试验与理论研究相结合的方法展开工作,分析了滑带土粒子破碎程度对孔隙水压力的影响,给出了滑坡启动时产生高孔隙水压力的条件;在理论研究的基础上,通过实地勘察,验证了二蛮山滑坡具备产生高孔隙水压力的条件。运用土力学和材料力学理论,导出了高速滑坡启程阶段孔隙水压力表达式,计算了二蛮山滑坡启程阶段的孔隙水压力,进一步研究了滑坡启程阶段的孔隙水压力效应。

大型高速滑坡近程空气动力学效应研究

基于飞机空气动力学原理,研究了大型高速滑坡凌空飞行的空气动力学效应,导出了考虑地面效应时大型高速滑坡凌空飞行参数(升力、阻力、飞行时间和距离)的计算公式。对云南头寨大型高速岩质滑坡近程凌空参数和飞行距离进行了计算。考虑地面效应时,高速滑坡凌空飞行时空气升力起主导作用,而空气阻力的作用可忽略不计。结果表明,高速滑坡凌空飞行时间更长,飞行距离更远,这与滑坡的实际情况基本吻合。

高速滑坡岩体碰撞破碎的能量分析

笔者在文中对高速运动的滑坡岩体与途中山体发生碰撞时能量的传递及转化关系进行了详细分析,得出了滑坡岩体解体破碎时可分配能量的表达式及碰撞后滑坡体的平均速度和运动方向,为进一步研究远程活动阶段碎屑流的形成奠定了基础,对防灾减灾具有重要意义.

高速滑坡临滑变形能突变模型的研究

在应用传统理论的基础上 ,吸取非线性科学理论——突变理论的思想及方法 ,建立高速滑坡尖点突变模型 ,导出变形能公式 。

川西高原冻融型高速滑坡特征与成因分析

对于川西高原这类特殊环境下发育的滑坡,因其发生前无明显的滑动迹象,滑坡隐蔽性强,其危害性极大。这类滑坡在无地震和降雨作用情况下,因冻融作用使得上部岩体突然溃滑,继而转化为碎屑流,并沿途携卷铲刮坡体表层松散物质而产生高速运动,表现出与一般重力条件下滑坡不同的运动和堆积特征。以四川省德格县中扎科乡赵玛滑坡为例,对其发育特征及失稳过程进行了论述。根据滑坡的分区及动力学特征,将其失稳过程概括为孕育阶段,高速运动—碎屑化阶段和堆积阶段。结果表明,赵玛滑坡的运动速度最大可达75m/s,强烈的冻融作用以及滑坡区特有的地质构造是引起该滑坡高速远程运动的根本原因。研究结果可为川西高原因冻融过程诱发的滑坡灾害的防灾减灾提供理论依据。