多級旋轉(zhuǎn)型黃土滑坡形成演化機(jī)理研究.pdf

1、多級旋轉(zhuǎn)型黃土滑坡因其特殊性、遞進(jìn)性和復(fù)雜性成為我國黃土高原地區(qū)典型的滑坡災(zāi)害類型，本文在概要論述多級旋轉(zhuǎn)滑坡國內(nèi)外進(jìn)展的基礎(chǔ)上，依托國家科技支撐項目課題“特大型滑坡早期識別及空間預(yù)測研究”和中國地質(zhì)調(diào)查局項目“陜西寶雞地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查”，以陜西省寶雞金臺區(qū)和甘肅永靖黑方臺多級旋轉(zhuǎn)型黃土滑坡為例，采用遙感解譯、野外調(diào)查、現(xiàn)場勘查、室內(nèi)試驗、數(shù)值模擬等方法，重點研究多級旋轉(zhuǎn)型黃土滑坡的形成條件、基本特征、分布規(guī)律、破壞模式、成災(zāi)機(jī)理和

2、穩(wěn)定性評價，進(jìn)而探索多級旋轉(zhuǎn)型黃土滑坡風(fēng)險評估預(yù)測方法。 主要研究成果包括： (1)多級旋轉(zhuǎn)滑坡多分布于河流和溝谷侵蝕強(qiáng)烈的黃土塬邊地帶，其形成條件包括：新構(gòu)造運(yùn)動、河流側(cè)蝕作用、高陡斜坡結(jié)構(gòu)和巖土特性；主要誘發(fā)因素包括：降雨、灌溉、地震以及季節(jié)性凍融作用，其中地下水的作用是最主要的影響因素。 (2)典型多級旋轉(zhuǎn)型黃土滑坡特征表現(xiàn)為：規(guī)模大、滑帶深、3-5級滑面分層疊置、單個滑面成后緣高陡-中部平緩-前緣微翹的“

3、犁式”結(jié)構(gòu)特征；其變形破壞方式表現(xiàn)為：蠕滑-滑移-拉裂-塊體滑動-旋轉(zhuǎn)-逐級擴(kuò)展，其擴(kuò)展方式主要包括：擴(kuò)展式旋轉(zhuǎn)滑動、漸滅式旋轉(zhuǎn)滑動和復(fù)合式旋轉(zhuǎn)滑動。 (3)對多級旋轉(zhuǎn)滑坡的滑帶地層上新世硬粘土進(jìn)行綜合試驗研究。 上新世硬粘土粘粒含量高，粘土礦物以蒙脫石或伊利石/蒙脫石混層礦物為主，有效蒙脫石含量比較高，因而具有很高的物理化學(xué)活性，這些特性成為硬粘土不良工程特性的基礎(chǔ)，而硬粘土的的裂隙性、超固結(jié)性和膨脹性，加之層間剪切帶

4、的發(fā)育，是災(zāi)害發(fā)生的主要原因； 無側(cè)限抗壓試驗、直剪試驗、三軸試驗和流變試驗結(jié)果顯示，上新世硬粘土是一種硬土-軟巖的過渡類型，其應(yīng)力應(yīng)變曲線呈強(qiáng)軟化-軟化型，呈脆性破壞，含水量對硬粘土的強(qiáng)度影響十分明顯，峰值、殘余強(qiáng)度間存在明顯的差值，由加速蠕變到破壞蠕變時間短暫，因此滑坡發(fā)生時，突然損失的峰殘差值形成下滑推力，導(dǎo)致滑體沿著滑床面瞬間劇烈滑動。 (4)提出了多級旋轉(zhuǎn)滑坡“最小滑坡穩(wěn)定系數(shù)”和“分級疊加”的穩(wěn)定性評價方法，

5、利用Fellennius法、Bishop法和Sarma法，從滑坡前緣滑體開始依次向后進(jìn)行疊加，進(jìn)行塊體組合分析，確定最危險滑動塊體組合，同時根據(jù)穩(wěn)定性的計算結(jié)果可以判斷滑坡的運(yùn)動形式。計算結(jié)果顯示，Bishop法和Sarma法計算結(jié)果相對接近。 (5)利用有限元強(qiáng)度折減法對多級旋轉(zhuǎn)滑坡各個階段的破壞演化過程進(jìn)行數(shù)值計算分析，得到滑坡失穩(wěn)及塑性區(qū)的發(fā)展過程，同時與“分級疊加”極限平衡法的計算結(jié)果對比耦合，認(rèn)為實際工程中可以采用有限