多級旋轉型黃土滑坡形成演化機理研究.pdf

1、多級旋轉型黃土滑坡因其特殊性、遞進性和復雜性成為我國黃土高原地區(qū)典型的滑坡災害類型，本文在概要論述多級旋轉滑坡國內外進展的基礎上，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測研究”和中國地質調查局項目“陜西寶雞地區(qū)地質災害詳細調查”，以陜西省寶雞金臺區(qū)和甘肅永靖黑方臺多級旋轉型黃土滑坡為例，采用遙感解譯、野外調查、現(xiàn)場勘查、室內試驗、數(shù)值模擬等方法，重點研究多級旋轉型黃土滑坡的形成條件、基本特征、分布規(guī)律、破壞模式、成災機理和

2、穩(wěn)定性評價，進而探索多級旋轉型黃土滑坡風險評估預測方法。 主要研究成果包括： (1)多級旋轉滑坡多分布于河流和溝谷侵蝕強烈的黃土塬邊地帶，其形成條件包括：新構造運動、河流側蝕作用、高陡斜坡結構和巖土特性；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”結構特征；其變形破壞方式表現(xiàn)為：蠕滑-滑移-拉裂-塊體滑動-旋轉-逐級擴展，其擴展方式主要包括：擴展式旋轉滑動、漸滅式旋轉滑動和復合式旋轉滑動。 (3)對多級旋轉滑坡的滑帶地層上新世硬粘土進行綜合試驗研究。 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活性，這些特性成為硬粘土不良工程特性的基礎，而硬粘土的的裂隙性、超固結性和膨脹性，加之層間剪切帶

4、的發(fā)育，是災害發(fā)生的主要原因； 無側限抗壓試驗、直剪試驗、三軸試驗和流變試驗結果顯示，上新世硬粘土是一種硬土-軟巖的過渡類型，其應力應變曲線呈強軟化-軟化型，呈脆性破壞，含水量對硬粘土的強度影響十分明顯，峰值、殘余強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，導致滑體沿著滑床面瞬間劇烈滑動。 (4)提出了多級旋轉滑坡“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行疊加，進行塊體組合分析，確定最危險滑動塊體組合，同時根據(jù)穩(wěn)定性的計算結果可以判斷滑坡的運動形式。計算結果顯示，Bishop法和Sarma法計算結果相對接近。 (5)利用有限元強度折減法對多級旋轉滑坡各個階段的破壞演化過程進行數(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果對比耦合，認為實際工程中可以采用有限