界面形态对黄土-泥岩接触面剪切力学特性影响研究

黄土-泥岩接触面滑坡具有“双层异质”、较隐蔽、复活性强的特点,但现阶段研究主要针对该类滑坡的诱发因素及破坏机理,对黄土-泥岩接触面的剪切力学特性,特别是接触面形态对剪切力学特性影响的研究尚浅。因此本文通过不同工况下的黄土-泥岩接触面直剪试验和基于颗粒流软件PFC~(2D)的数值模拟,研究了不同黄土-泥岩接触面形态对其抗剪强度的影响及作用机理。结果表明:(1)界面形态对抗剪强度的影响主要体现在界面起伏表面积和剪切影响厚度对界面粗糙度的影响上,在相同法向压力下,界面粗糙度越大,接触面抗剪强度越高;(2)黄土-泥岩接触面试样的剪切破坏模式可分为沿界面滑动、界面滑动-凸体剪断和凸体直接剪断破坏3类,其演化受法向压力和凸体起伏角的影响;(3)随着界面粗糙度的增大,黄土与泥岩间的有效接触面积增大,界面处的颗粒嵌入量增大,界面抗剪强度显著提高。结果可为黄土-泥岩接触面滑坡的预警与防治提供一定的理论支撑。

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。

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-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。

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。

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。