雷波县白沙村滑坡—碎屑流发育特征及其成因机理研究

发布时间：2020-04-16 06:19

【摘要】：2017年7月2日上午,位于E103°34′55.79″,N28°15′41.04″的四川省凉山州雷波县锦城镇白沙村1组开挖斜坡上段(海拔1200~1380m)突发失稳下滑形成碎屑流,损毁房屋一处,在建公路三条,掩埋坡脚农田若干,造成一定财产损失,通过对滑坡发育特征和成因机理的研究,对后期滑坡的防治、后续工程开展具有重要的意义。在已有资料的基础之上,本文通过现场勘查、走访询问、无人机航空摄影测量、现场试验等方法,查明了滑坡-碎屑流的发育特征,通过测线法和自制小型测窗法分析了原岩的结构特征,利用现场原位剪切试验、Hoek-Brown准则以及室内直剪试验获取原岩和滑带土的强度参数,在此基础之上研究了滑坡影响因素和成因机理。利用FLAC~(3D)软件分析了边坡开挖前后应力和位移的变化,通过PFC~(2D)软件模拟了滑坡-碎屑流的演化过程,最终获得如下认识:(1)滑坡-碎屑流宽度约340~400m,斜长约710m,面积22.6×10~4m~2,总体积560.0×10~4m~3,属大型岩质滑坡。滑坡-碎屑流堆积体呈现出不同的特征,滑源区堆积体为保持原岩结构特征的假基岩,铲刮区和堆积区堆积体为棱角~次棱角状块碎石夹土层。(2)碎屑流表层碎石分选性较好,等效粒径介于4~6cm,其粒径的变化和巨石的含量是碎屑流动能变化的体现,碎屑流动能越大,表层颗粒粒径越大,携带巨石能力越强;滑坡-碎屑流最大速度约28m·s~(-1),等效摩擦系数为0.481,属于超高速滑坡但不具有远程特征,体积效应和地形的制约是本次滑坡-碎屑流呈现低流动性的原因。(3)滑坡发育于灰黄色、棕黄色中等~强风化致密状玄武岩层中,原岩结构面平均间距小于5.0cm,属于碎裂结构~镶嵌碎裂结构岩体,是滑坡演化成碎屑流的结构条件。(4)原岩强度参数(8为0.399~0.676MPa、为21.6~30.8°、σ_(tm)为0.003~0.014MPa,总体力学特性表现出了介于土和岩体之间的过渡性质,是滑坡中部沿岩性分界面座滑的重要原因。(5)雷波县白沙村滑坡-碎屑流发生的外在因素为边坡开挖、地质构造和地形地貌,内在条件是岩性结构,降雨具有一定促进作用。滑坡-碎屑流其形成机理可概况为三个阶段:(1)表层中~强风化碎裂~镶嵌碎裂结构岩体形成,(2)边坡开挖引起牵引式滑塌、前缘抗滑力逐步减弱,(3)滑坡整体下座、部分岩体剪出形成碎屑流。(6)FLAC~(3D)软件模拟滑坡形成机理结果表明:滑坡在经历天然状态、开挖状态和Ⅰ期滑坡滑动后,位移增量由前缘集中演变至整体下滑、剪应力增量由前缘集中演变至沿滑面逐步贯通。(7)使用PFC~(2D)软件中颗粒接触力场分析了滑坡运动过程中颗粒间接触力的变化情况,滑坡启动后剪出口上方颗粒接触力降低,滑坡稳定后接触力恢复,颗粒剪出以后接触力几乎为零,直至前缘运动受阻后接触力恢复。滑源区颗粒堆积中间较厚,前缘剪出段和后缘切层段相对较薄,剪出口以下至堆积区颗粒堆积厚度具有先增大后减小的特点,碎屑流前缘颗粒与Ⅰ期滑坡体颗粒形成混杂堆积。(8)PFC~(2D)软件中对指定颗粒监测结果显示,位移和速度在滑坡启动以后均存在明显的突变现象,且越靠近表层和前缘的颗粒位移和速度越大,监测的前缘颗粒变化曲线呈现出一次明显加速和减速阶段,与其余颗粒存在较大差别,从侧面反映了滑坡是由前缘失稳牵引式下滑、阻滑力逐渐下降、滑坡发生整体下座、滑坡重新达到平衡这一过程。
【图文】：

e 滑坡前缘树木倾倒图 1-1 滑坡特征图集着上述问题，笔者在导师冯文凯教授的悉心指导下，以本次滑坡征和成因机理为研究目标，，在总结前期研究成果以及查阅相关文献托四川省青年科技创新研究团队专项计划项目（2017TD0018）、与地质环境保护国家重点实验室自主探索课题“碎裂岩体斜坡稳定究”（SKLGP2016Z001），对雷波县白沙村滑坡-碎屑流开展详细的合无人机航空摄影测量、现场试验、室内试验等，对其岩性特征，动特征等进行细致研究，分析滑坡成因机理、运动过程及其影响因上，利用数值模拟进行深入分析和验证。内外研究现状碎裂岩体边坡失稳机理研究现状

技术路线图
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P642.2

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本文编号：2629481