甘肃南部坪定-化马断裂带锁儿头滑坡成因机制

甘南坪定-化马断裂是现今仍在活动的断裂,具左旋走滑性质。锁儿头滑坡沿坪定-化马断裂带发育,属典型的蠕滑型断裂带滑坡。野外调查及监测资料表明,锁儿头滑坡规模大,为巨型滑坡,其上发育多个次级小滑坡。滑坡体由断层破碎带、碎石土和堆积黄土组成。该滑坡变形强烈,拉张裂缝、剪张裂缝多见,目前处于蠕滑变形状态,是在内外动力耦合条件下形成的。活动断裂对滑坡的形成、发展起控制作用,而降雨则是滑坡复活的主要诱发因素。因此,对锁儿头滑坡成因机制的深入研究可为蠕滑型断裂带滑坡的预测防治提供理论依据。

锁儿头滑坡滑带土不同含水率大剪试验研究

锁儿头滑坡属特大型断层破碎带滑坡。该滑坡滑带土主要由强风化的中、上志留统千枚岩、板岩等构成,滑带土中粒径大于2 mm的颗粒含量约为30%,在滑带土颗粒组成中占有重要地位,其强度特征对滑坡体的稳定性分析具有重要影响。为此,利用室内大型直剪仪对不同含水率下锁儿头滑坡滑带土的剪切特性进行试验研究,结果表明,在控制干密度为1.7 g/cm3情况下,不同含水率滑带土试样的剪应力-应变关系均呈现出弱应变硬化特征,而且法向压力越大,应变硬化特征越明显;在剪应变ε为10%时,相同含水率下滑带土剪切模量G0.1随法向压力的增大而增大,同一法向压力下的剪切模量G0.1与含水率间呈负线性相关关系;利用邓肯-张双曲线模型对锁儿头滑坡滑带土不同含水率下大剪试验剪应力-应变关系进行数据拟合,拟合效果良好,但该模型不能反映土的应变软化性质。

舟曲锁儿头滑坡滑带土微结构的分形研究

以锁儿头滑坡滑带土为研究对象,通过室内试验对其物理力学特性进行了测试,并基于分形理论,结合图像分析处理软件得到的微结构定量化数据,采用面积-周长法对滑带土的孔隙微观结构进行了分形研究,探讨了图像放大倍数和阀值对分形维数的影响,并据此制定了扫描电镜图像的处理标准。研究结果表明,锁儿头滑坡滑带土孔隙微观结构具有明显的分形特征,论述了孔隙形态分维数与孔隙比和抗剪强度指标间的相关关系,即孔隙形态分维数越大,土体孔隙比越小,土体强度越大,反之孔隙形态分维数越小,孔隙比越大,土体强度越小。这为以微结构分形维数来表征土体的力学性质及预测土体的力学行为提供了一定的参考依据。

甘肃舟曲锁儿头滑坡活动的主控因素分析

锁儿头滑坡是甘肃舟曲县城附近一个巨型老滑坡,自20世纪70年代末以来一直处于缓慢活动之中。滑坡所处的地质环境表明,锁儿头滑坡长期缓慢滑动是具有特殊性质的滑坡物质在自重、边界断层活动、白龙江侧蚀和地下水四大因素联合作用下的结果。然而,除自重这个基础因素外,其余三个因素在该滑坡中的作用程度如何,目前尚无定论。笔者在野外调查和监测数据分析的基础上,采用数值模拟手段,定量分析了三个因素对滑坡活动速率的贡献程度。研究结果表明:对于组成物质松软的锁儿头滑坡而言,除了其流变性质外,地下水和断层活动是导致滑坡长期缓慢活动的主要因素,其中地下水位上升的作用略大于断层活动;尽管滑坡在不同因素作用后的位移模式基本一致,但位移速率有明显差异;相较于单独自重作用,边界断层活动使滑坡位移速率增大20%~47%;地下水位上升1 m后,滑坡位移速率增大20%~97%,且随着水位上升量的增加,滑坡位移速率进一步增大;白龙江侧蚀仅对滑坡临江前缘部分的位移速率影响较大,但位移速率的增大幅度与白龙江水流速度并无明显正相关。

甘肃舟曲锁儿头滑坡活动特征分析

锁儿头滑坡长期处于缓慢蠕滑状态,然而对其具体活动特征,目前尚无定论。本文在野外详细调查的基础上,基于1969—2015年多源多期高分辨率历史卫星影像以及2008年和2010年两期高精度航空正射影像,采用目视对比地貌特征和同名点测量方法,从定性与定量相结合角度分析了该滑坡的活动特征。研究发现,滑坡活动的整体性不明显,但分块差异性活动突出。滑坡中部以及临江前缘活动相对强烈,其他部位活动微弱。滑坡中部地表运动并不规则,侧缘边界处活动强度明显高于滑坡区内。两期航空正射影像上的测量结果显示,滑坡中部在2008年8月—2010年8月间,平均年位移0.82~2.94 m,平均测量误差约0.75 m。现场调查及2008年以后的高分辨率影像分析发现滑坡临江前缘以小规模滑塌为主,伴随微弱深部位移。依据滑坡活动特征及其所在地段的地质背景、地形地貌和外部环境条件推测,活动断裂是控制滑坡活动的主要因素,地形、地下水和松软滑体物质可能是控制滑坡中部相对强烈活动的主要因素;滑坡前缘较强活动可能与较陡地形、白龙江水切脚侧蚀和人类工程活动有关。

考虑桩土相互作用的“品”字型抗滑桩计算方法

基于对抗滑桩在滑坡防治工程中的应用研究,提出一种新型组合式"品"字型抗滑桩,抗滑桩由3根单桩通过桩顶连梁连接组成空间结构,具有刚度大、变形小的特点;基于位移土压力模型,建立桩身挠曲线微分方程,后排桩在滑坡推力作用下发生变形并直接作用于桩间土上,引入Boussinesq解,通过对桩间土附加应力的求解进一步计算作用于前排桩的附加滑坡推力;将"品"字型抗滑桩应用于舟曲锁儿头滑坡,通过现场试验和现场监测与理论计算方法所得弯矩值和位移值的对比表明,所建立的计算方法合理可行,为进一步研究桩土相互作用的抗滑桩受力机理提供了一定的依据。

舟曲锁儿头滑坡特征及影响因素分析

以舟曲锁儿头滑坡为工程背景,在对锁儿头滑坡进行详细地质勘探、地形地貌调查的基础上,阐述了锁儿头滑坡的特征和稳定性影响因素,并利用岩土分析软件FLAC^(3D)进行了滑带土黏聚力c、内摩擦角φ、滑体重度γ值对滑坡稳定敏感性影响的数值模拟分析。分析结果表明:φ值的变化对滑坡稳定性影响更为显著,φ值敏感程度是c值的近7倍,敏感性依次为φ>γ>c。

“品”字型抗滑桩在舟曲锁儿头滑坡中的应用

舟曲"8·8"特大泥石流地质灾害引发的次生灾害不容忽视,锁儿头滑坡就是其中一例。在锁儿头滑坡治理中,首次提出"品"字型组合截面抗滑桩,为此本文在其设计的基础上采用有限差分FLAC3D软件进行数值分析,其分析结果表明:首先通过较长的水平段以消散滑坡后缘传来的下滑力,其次通过设置抗滑桩以起到防治的效果,抗滑桩设置位置合理;桩身的受力与周围岩土体特性相关性较大,岩石较为破碎,桩身受力较小,反之,受力较大;群桩设计间距为7.0 m,通过分析间距偏小,不能形成土拱效应,形成的应力分布类似于挡土墙结构,可考虑适当加大群桩间距以使抗滑桩受力合理进而节省成本。

“品”字型抗滑桩治理锁儿头滑坡效果分析

"品"字型抗滑桩防治方案用于治理锁儿头滑坡,为评价其治理效果,采用FLAC^(3D)软件进行数值模拟,对比分析采用"品"字型抗滑桩治理滑坡和不采取支挡措施时滑坡体的应力、位移的大小、变化情况。研究表明,采取抗滑桩支挡措施后滑坡整体位移减小,且对坡脚稳定的治理效果较佳;在10m平台以上坡体应力较为集中,在不利荷载情况下可能会发生局部滑塌,为增加安全储备,可采取挡土墙支挡措施处理;"品"字型抗滑桩挡土侧桩受力均匀,前排桩位移明显小于后排桩,为了使抗滑桩受力更加合理,在设计时可采取适当加大前后排桩间距或减小前排桩截面的方式优化。

“品”字型抗滑桩有限元计算方法及工程应用

通过对抗滑桩在滑坡防治治理工程中的应用研究,首先提出了一种新型组合式"品"字型抗滑桩,此抗滑桩由三根单桩通过桩顶连梁连接组合成空间结构,此结构具有刚度大、变形小的特点。其次建立了此抗滑结构的空间杆系有限元计算模型,将桩间土视为薄压缩土层,并以水平向弹簧来代替,桩侧摩阻力通过桩土界面传递函数来考虑。最后此抗滑结构在舟曲锁儿头滑坡得到了应用并进行了现场试验,试验结果表明:前排桩桩身弯矩约占后排桩桩身弯矩值的30%,且后排两根桩的桩身弯矩不等,此结构产生了扭转变形并且能够应用在滑坡推力主轴线难以确定的滑坡治理工程中,具有很好的应用价值。

内藏式调压井反导井法开挖施工

本文以锁儿头水电站调压井的施工任务为例,总结了内藏式调压井反导井开挖的施工技术及成功经验,对类似的工程具有指导意义。