海原大地震诱发石碑塬黄土滑坡机制探讨

发布时间：2021-04-02 17:40

　　1920年海原8.5级大地震诱发的石碑黄土塬滑坡,因其规模大、坡度小、滑距远的特点成为业界关注焦点,目前对该滑坡的物理力学过程仍无统一认识。基于此,文章通过理论分析和数值计算方法研究该滑坡初始状态、地震动力响应和流滑发展过程。为分析震前斜坡初始状态,建立考虑斜坡表面拉裂缝中侧向水压力作用的力学计算模型。结果表明,拉裂缝中侧向水压力削弱了斜坡整体稳定状态;为研究地震时斜坡动力响应过程,建立数值计算模型,获得地震时斜坡饱和土层的孔隙水压力比和斜坡位移的变化特性;为解释远程滑坡,将液化后土层等效为流体,借鉴泥流滑距估算理论,求算石碑塬滑坡的滑距,计算结果与前人现场考察结果吻合。 

【文章来源】：地震工程学报. 2020,42(05)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

石碑塬地质影像图

图1 石碑塬地质影像图滑移区的地下水主要来自大气降水,沿黄土中的大孔隙、垂直节理和落水洞渗入第一古壤层,再沿古壤层的裂隙继续下渗。黄土层中的上部潜水埋藏于第一古壤层以下的饱和黄土层中,水位一般为8～20 m。该层马兰黄土具有较高的液化势和流态破坏势,在强震作用下孔隙水压力的累积增长导致饱和黄土发生液化流滑。

根据式(5)得到由于拉裂缝中水压力的存在,减小了抗滑力,增大了下滑力,十分不利于斜坡的稳定性。以石碑塬斜坡的初始状态为例,按考虑及不考虑拉裂缝中侧向水压力来分析安全系数,结果列于表1。由表1可知斜坡安全系数由14.89降为10.36。为方便分析,建立水平距离为2 000 m范围内的有限元模型,基于Mohr-Coulomb破坏准则,用强度折减法分析得出水位上升后石碑塬的安全系数由15.42降为10.06。强度折减法的黏聚力c和内摩擦角φ参数按照式(6)、(7)所示进行安全系数的计算,表明拉裂缝中由于降雨、灌溉等充水时产生的侧向水压力,使整体斜坡安全系数降低,但由于斜坡坡度较小,故斜坡整体仍处于稳定状态。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3115677