浅谈黄土-基岩接触面滑坡地质灾害形成机理及治理——以石楼县某滑坡为例

我国黄土高原地区滑坡地质灾害十分发育,按照滑坡体岩土组成和滑面发育位置,黄土地区的滑坡可分为黄土层内滑坡、黄土-基岩接触面滑坡、基岩顺层滑坡和基岩切层滑坡等基本类型。在吕梁山区黄土-基岩接触面滑坡尤为发育。文章以石楼县某典型黄土-基岩接触面滑坡地质灾害为例,以动态发展的观点分析黄土-基岩接触面滑坡地质灾害的形成机理,并提出针对性的治理方案。

典型黄土-泥岩接触面滑坡变形监测分析与复活机制研究——以宁夏S204线大泉沟滑坡为例

以宁夏S204线大泉沟黄土-泥岩接触面滑坡为例,通过系统地分析滑坡成因,并结合滑坡工程治理期间变形监测资料,明确滑坡复活的变形破坏模式与特征。结果表明:黄土-泥岩接触面滑坡的复活过程仍受降雨、地下水和人类工程活动影响,降雨和丰富的地下水使滑坡体常年处于饱水状态,黄土底部和泥岩接触面、接触带的岩土体长期处于过湿软塑-饱和状态。同时,受孔隙水压力、动水压力和岩土体自重作用,上覆黄土沿含水量高或饱和的软弱结构面(黄土-泥岩接触面)发生蠕滑变形。人工开挖坡脚,缩短减小滑坡锁固段,使上部土体向临空面发生蠕滑剪切破坏,后缘发生拉裂破坏。因此,滑坡整体形成了蠕滑剪切—拉裂破坏的复活模式,复活过程分为蠕滑和基本稳定2个阶段。通过研究发现此类滑坡的治理除支挡工程外,应注重地下排水工程,降低地下水位,才能有效根治滑坡。

黄土-泥岩接触面滑坡的特征与成因

黄土-泥岩接触面滑坡是黄土沿下伏泥岩等接触面滑动的黄土滑坡,是黄土高原广泛分布的主要黄土滑坡类型之一.黄土-泥岩接触面滑坡发育的黄土斜坡一般为坡度10°~20°的地势低洼部位.上部黄土、下部泥质岩的＂双层异质＂斜坡结构,倾向坡外的接触面构成的软弱结构面,是黄土-泥岩接触面滑坡发育的地质基础.地下水作用是黄土-泥岩接触面滑坡的重要引发因素.斜坡上部黄土的渗透性较好,且垂直节理和落水洞发育,有利于降水入渗,而下部泥质岩的渗透性差,地下水易在接触面及其低洼部位汇集,使黄土底部接触面一带岩土长期处于过湿软塑-饱和状态,成为滑坡发育的软弱结构面.黄土-泥岩接触面滑坡具有滑动速度低、滑动距离短,滑体稳定性差、易复活滑动等活动特征.受斜坡地质结构和水文地质条件的控制,黄土-泥岩接触面滑坡变形破坏的地质力学模式为滑移-拉裂型或塑流-拉裂型.

黄土-泥岩接触面滑坡滑带土力学特征研究

滑带土是滑坡形成过程中形成的一层结构性较差的土体,是滑坡的重要组成部分。其物理力学性质、微观结构与滑坡的形成以及后期运动特征密切相关。黄土-泥岩接触面滑坡是按照滑坡地质成因划分的一种上层黄土、下层泥岩的具有"双层异质"结构的滑坡。此类滑坡由于在滑动中具有缓动低速的特点,往往早期不易被发现,发现时已造成了严重的危害。采用GDS三轴仪对天水地区花南村滑坡、半山村滑坡和咀头村滑坡三个黄土-泥岩接触面滑坡的滑带土力学性质进行研究,结合滑带土微观结构特征,分析黄土-泥岩接触面滑坡滑带土的力学变化特征及其变形内在机理。研究发现:滑带土中大量存在被黏土颗粒包裹的大颗粒,这些大颗粒在滑带土变形过程中经历错位、滑移等过程后,大颗粒进一步滑移受到黏土质限制,导致黄土-泥岩接触面滑坡滑带土在宏观上表现出应变硬化的典型特征。此外,剪切中孔隙水压力无法及时消散也是此类滑坡变形的重要特征之一。应变硬化造成滑带土在滑动中强度未出现残余值而导致滑坡处于持续运动中,能量的释放方式属于缓慢释放型。因此该类滑坡滑动具有缓动低速的特性。

地震作用下甘肃天水地区黄土-泥岩接触面滑坡机理

以甘肃天水地区渭河北岸大型黄土-泥岩滑坡为研究对象,通过野外地质调查、工程地质钻探、室内力学试验以及FLAC3D数值计算的方法,对该类滑坡的发育特征及地震作用下的稳定性进行分析评价。结果表明:该类滑坡多属于历史地震滑坡,其破坏类型为滑移拉裂型。通过对滑坡的稳定性进行计算分析可知,静力作用下滑坡处于稳定状态;地震作用下,稳定性明显降低,坡体可能再次滑动,预测滑面位于黄土-泥岩接触带位置,与野外调查观测结果一致。研究结果对天水地区该类滑坡的早期识别有重要参考意义,可为该类滑坡的防灾减灾提供科学依据。

堆积层-基岩接触面滑坡的形成机理——以祖师庙滑坡为例

为了研究堆积层-基岩接触面滑坡的形成机理,以陕西省岚皋县广泛分布的堆积层-基岩接触面滑坡为研究对象,采用野外调查和数理统计的方法,总结了该类型滑坡的基本特征,并以祖师庙滑坡为例,借助室内试验和数值模拟手段,研究了堆积层-基岩接触面滑坡的形成机理。结果表明:1)堆积层-基岩接触面滑坡主要发育在坡度为20°~40°、下伏基岩为碎裂状结构的斜坡,多为浅表层滑坡;2)碎石土和堆积层-基岩接触面的内摩擦角随含水量增大而降低,堆积层-基岩接触面是斜坡变形破坏的软弱结构面;3)细颗粒物质的增加降低了堆积层-基岩接触面的内摩擦角,且细颗粒粒径越小,内摩擦角也越小,在饱和状态下降幅度越大;4)因细颗粒物质在堆积层-基岩接触面处聚集造成的强度降低和因水文地质条件改变造成的滑带土饱和是祖师庙滑坡主要的诱发因素。研究结果对揭示堆积层-基岩接触面滑坡的形成机理和地质灾害防治具有一定的指导意义。

黄土-红层接触面滑坡稳定性可靠性分析

针对黄土-红层接触面滑坡存在的变异性、随机性、不确定性,为了充分考虑其影响因素,利用Monte-Carlo法的基本原理,结合传递系数法建立滑坡稳定性可靠性分析的状态功能函数,从而得到以失稳概率P_f和可靠性β为指标的滑坡稳定性可靠性分析结果。以天水-陇西滑坡密集带中典型的黄土-红层接触面滑坡为例,通过现场勘察、室内实验、理论分析等,分析了滑坡基本特征、岩土体性质以及影响因素。在分析滑坡形成机制的基础上,统计分析滑带土黏聚力c、内摩擦角φ得到其均值、标准差、变异系数、分布规律等,借助VC++程序设计,从而计算得到该滑坡失稳概率和稳定性可靠性。由分析结果可知,该方法得到的滑坡稳定性与传统稳定性分析方法基本一致;该方法从多角度、多指标综合分析了滑坡稳定状态,提高了滑坡稳定性评价精度。

孟家山黄土-红层接触面滑坡破坏机理研究

本文以天水市孟家山滑坡为例 ,分析了黄土 -红层接触面滑坡的发育特征 ,运用相似材料物理模拟试验 ,研究了“坡体蠕动—后缘拉裂—滑带由中部向两侧发展—剪出口形成—坡体突滑”

堆积层-基岩接触面滑坡形成机理物理模型试验研究

为提出堆积层-基岩接触面滑坡防治措施,以陕西南部地区广泛分布的堆积层-基岩接触面滑坡为研究对象,借助物理模型试验和数值模拟手段,揭示了地下水对堆积层-基岩接触面滑坡的作用过程及其形成机理。结果表明:堆积层-基岩接触面是斜坡优势渗流通道,土颗粒受近似平行界面的冲刷作用,而斜坡浅表层主要受竖向冲刷,会造成土体的粒度成分发生改变;地下水的持续作用会使土体空隙发育,浅表层为近竖向分布、靠近堆积层-基岩接触面与界面形态近似平行,会造成土体结构和力学性质发生改变;滑坡的变形破坏过程可抽象成4个阶段,即初始稳定阶段、土体空隙和裂缝发育阶段、局部变形和坡体内部结构进一步破坏阶段、整体滑移和稳定阶段;因渗流作用引起的斜坡结构与饱和条件下岩土体物理力学性质的改变,是堆积层-基岩接触面滑坡的主要诱发因素。

黄土-泥岩接触面滑坡的两种雨型模型试验

黄土边坡变形失稳机理研究对于黄土滑坡灾害防治具有重要意义。黄土-泥岩接触面滑坡作为黄土滑坡类型之一,研究人员已对其失稳基本过程与形成机理有较为清晰的认识。但对于其在不同降雨类型下,特别是强降雨条件下的变形破坏过程则有待进一步探讨。因此,本文对黄土-泥岩接触面边坡开展室内降雨模型试验,研究其在强降雨条件下斜坡变形破坏模式。试验设计连续强降雨和间断强降雨两种降雨条件,对比分析两种降雨条件下边坡雨水入渗规律及变形破坏模式。结果表明:在两种典型降雨模式下,雨水入渗速率由边坡前缘至后缘逐渐降低;在坡体表层,随着降雨由间断至连续过渡,入渗速率逐渐增加;在坡体深部,入渗速率受边坡结构影响;间断降雨下边坡呈现滑移-拉裂失稳;在连续降雨条件坡体则表现为蠕滑-拉裂破坏。

地震作用下陈庄黄土-泥岩接触面滑坡失稳机理及稳定性研究

以甘肃礼县陈庄黄土-泥岩接触面滑坡为研究对象,在对该滑坡的地震地质环境、基本特征等调查的基础上,运用数值分析对陈庄黄土-泥岩接触面滑坡在各人工计算场地基岩地震动时程作用下的失稳机理及稳定性进行动态模拟研究。结果表明,陈庄滑坡在地震诱发下变形破坏模式为受拉和受剪的复合破坏模式。失稳机理过程可概括为:地震作用→底部岩体受张拉→潜在滑面主滑段上部剪应力增大→剪应变集中带出现→剪应变集中带延伸扩展贯通→滑坡失稳;滑坡稳定性方面,随着输入地震动的增大,陈庄黄土-泥岩接触面滑坡稳定性降低,其中在50年超越概率2%的基岩地震动时程作用下滑坡处于不稳定状态。

黄土-基岩滑坡滑带土蠕变本构模型研究

低速蠕动型黄土-基岩滑坡的形成演化过程受滑带土力学性质影响较大,所以研究滑带土的蠕变性质及建立相应的蠕变本构模型对研究滑坡整体运动机制有着重要意义。该文选择延安某一典型黄土-基岩滑坡为研究对象,通过对该滑坡滑带土的饱和原状土样进行直剪蠕变试验,分析它的蠕变特性,并在其蠕变试验的基础上,建立了Burgers模型、Singh-Mitchell模型、广义Kelvin模型及自建经验模型四种蠕变模型,对比分析四种模型,结果表明:广义Kelvin模型和自建经验模型较为适合描述此类滑坡滑带土的蠕变特性;Burgers模型适用于描述较高剪应力下的滑带土蠕变特征;Singh-Mitchell模型对于D_r∈(0.2,0.8)较为适用。

黄土-基岩不整合面与滑坡的关系

不整合面属于原生的软弱结构面，黄土-基岩不整合面与黄土地区普遍发育的滑坡现象关系密切，逐渐引起学术界的关注。通过对已有不整合面以及黄土滑坡相关的研究成果进行综述，提出了不整合面与黄土滑坡关系研究中存在的问题以及今后的研究方向：1）黄土-基岩不整合面的分类问题；2）黄土-基岩滑坡的分类问题；3）不同类型黄土-基岩不整合空间结构及风化壳发育特征；4）不整合面展布特征与滑坡空间发育规律之间的相关性；5）不整合面产状、形态及结构特征对黄土斜坡稳定性的影响。进一步分析不整合面这一重要地质界面在黄土-基岩滑坡中的作用规律，丰富黄土滑坡形成机理的理论。

古滑坡黄土-基岩界面的黏滑特征研究

黄土地区存在大量以黄土-基岩接触面为滑动带的古滑坡,在各种地质作用下容易发生周期性的运动。基于此,开展了一系列室内剪切试验模拟古滑坡的周期性黏滑运动,通过对试验结果进行分析,得到了古滑坡在黏滑过程中的变形特征。研究表明:a)古滑坡复活所需的推力高于第一次滑坡发生时的推力,因此固结时间越久,古滑坡越难发生滑动;b)古滑坡的应力历史对其稳定性具有至关重要的控制作用,主要体现在滑动时间和稳定时间的长短;c)土-岩界面形成了天然的水流通道,在古滑坡复活中起到了促进作用,水分会在滑坡前缘汇集,造成前缘土体性质变差,因此在处理古滑坡时需要重点对前缘进行保护;d)古滑坡体的历史位移可以通过室内试验和勘察资料计算得到,并据此可以预测古滑坡未来发生位移的可能性。

不同含水率下黄土-泥岩软弱结构面剪切性能研究

黄土-泥岩接触面为软弱带,在强降雨或地下水升高条件下极易发展成滑带,进而诱发滑坡。为探索含水率对黄土-泥岩接触面的抗剪强度的影响规律,文章基于直接剪切试验,针对不同含水率和不同法向应力作用下黄土-泥岩接触面开展抗剪强度试验研究,并以相同试验条件下黄土、滑带土和泥岩的剪切性能为对比。结果表明:黄土-泥岩接触面土样在试验土样中抗剪强度最低,随含水率的增加,土样抗剪强度与含水率呈负相关。含水率对黄土-泥岩接触面内摩擦角影响显著,在试验土样中内摩擦角随含水率下降最为明显,黄土-泥岩接触面土样的抗剪强度参数也随含水率呈负相关。