滑坡堆积体蠕变特性试验研究

发布时间：2020-05-17 00:39

【摘要】：堆积体滑坡是滑坡中分布最为广泛、规模大、暴发频率高、突发性强、持续危害性较大的一类致灾体,该类滑坡通常发生在第四系及近代松散堆积层中,其滑体物质一般由次生堆积体,如崩积物、崩坡积物及冲积与崩坡积混合物堆积而成。河南省嵩县花花岩组滑坡是典型的堆积体滑坡,其坡体由含石量较高的块石土组成。在暴雨侵袭下,该滑坡坡体发生破坏。堆积体滑坡坡体的蠕变特性对滑坡的预警、失稳判断等具有重要意义。为此,针对块石土组成的坡体物质进行蠕变试验研究具有重要意义。本文以花花岩组滑坡的坡体组成物质为研究对象,采用室内试验的方法,开展了不同固结压力下的直剪蠕变试验,研究堆积体滑坡的蠕变特性,建立适用于该堆积体滑坡的蠕变模型,分析了滑坡坡体组成物质的长期强度变化规律,并将蠕变模型参数代入FLAC~(3D)软件中进行数值模拟,对滑坡的长期稳定性进行了评估。本文主要研究内容如下:1)试验研究了花花岩组滑坡的变形破坏机理:通过室内基本物性试验和直剪试验分析了块石土剪切过程中的变形破坏机理,研究结果表明在剪切过程中块石土主要发生颗粒间的翻越滑移和颗粒破碎,且随固结压力增大,颗粒的翻越滑移能力逐步减小,剪切面间滑擦增多。颗粒的破碎情况随固结压力增大逐渐增多,大粒径颗粒从棱角摩擦破碎向部分大粒径颗粒整体剪断发展。应力应变曲线随固结压力增大从弱软化型向弱硬化形变化。2)进行不同固结压力下的直剪蠕变试验,得到了分级加载蠕变曲线和应力应变等时曲线。分析发现,块石土在蠕变过程中具体分为四个阶段:初始阶段,衰减阶段,稳态阶段,破坏阶段。在每一级水平荷载下均有初始阶段和衰减阶段出现。当水平荷载增加到一定数值,才会出现稳态阶段和破坏阶段。在100kPa和200kPa固结压力下,随着时间增长,前三级荷载下的应力应变曲线逐渐重合,最后一级荷载下的应力应变曲线先逐渐集合后又逐渐分散.等时曲线随应力变化逐渐向竖向坐标轴偏移,曲线斜率逐渐增大。蠕变应力应变等时曲线应力应变关系由线性向非线性变化。3)采用Burgers模型、改进的Burgers模型、Singh-Mitchell模型分别对加载曲线进行拟合,确定各个模型的参数,对比三种模型的拟合结果可知元件模型拟合结果优于经验模型。在破坏阶段,改进的Burgers模型拟合结果优于Burgers模型。通过应力应变速率等时曲线求出滑坡块石土长期强度约为瞬时剪切强度的48%。4)采用FLAC~(3D)软件对花花岩组滑坡进行了考虑流变特性的滑坡稳定性分析,计算结果表明滑坡下部基岩处于受压状态,在滑坡后缘有拉应力出现。随时间变化滑坡后缘拉应力逐渐消失。滑坡后缘和滑坡中部出现塑性张拉破坏区。从监测点位移可知滑坡进入衰减和稳态蠕变阶段。
【图文】：

块石,后壁

岩组滑坡特征与形成机理村滑坡概况上河村花花岩属于河南省嵩县，在 2010 年连续遭受 3 次特大暴。该滑坡体直接危害到白河乡上河村花花岩组 41 户 153 人生命灾害危害程度等级划为三级。滑坡为小型土质滑坡，滑坡长 127 6m～12m，平均厚度约 8.5m，体积 6500m3，面积 0.925×104m59.6″，北纬 33°40′15.7″，地势北西高，南东低。周界及形态特征滑坡的现场勘查，整个勘查区内大多为第四系残坡积块石土、残积部和顶部有基岩出露，是一典型的堆积体滑坡。在干旱少雨的情本稳定状态，雨季斜坡体会发生蠕动变形，产生滑移。区内最低高8m，，最大高差约 82m。总体为一斜坡地形，坡向南东，平均坡度。滑坡后壁上部有明显的擦痕和断裂块石，如图 2.1 所示。滑坡近南北向延伸。滑坡边界明显，平面为上窄下宽的椭圆状如图

地质平面图,岩组,后缘

10图 2.2 花花岩组滑坡工程地质平面图Fig. 2.2Engineering geological plan for landslide of Huahuayanzu变形特征续强降雨引起滑动以来，在坡体后缘上留有变形裂缝；斜坡后剪切裂隙发育，中部、前缘出现鼓胀，后缘出现裂缝（拉张），斜坡变形的特征和演变历史判断，该斜坡体仍有形成滑坡地质一推移式滑坡，其推力来源于坡体中上部，在中部、前缘受到胀。在该隆起带上局部树木向外歪斜严重,如图 2.3 所示。滑坡体的后缘，宽 20~45cm，长约 44m，裂缝总体走向 256°
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P642.22

【参考文献】