都江堰五里坡滑坡形成演化机制研究

发布时间：2018-10-08 08:00

【摘要】：本文以四川省都江堰市五里坡滑坡为研究对象,以野外调查为基础,对五里坡滑坡失稳破坏后堆积特征进行了分析和详细分区描述,并基于DEM高程生成的1:10000的原地形图和Google Earth影像资料恢复了滑坡原始状态,对比分析了五里坡滑坡形成前后的地貌形态变化。同时,结合五里坡滑坡滑带泥岩的强度特性试验研究,包括常规三轴压缩试验和三轴压缩流变试验,并采用数值模拟分析方法,对五里坡滑坡受地震作用、强降雨作用和滑带泥岩流变特性的影响开展了系统分析,深入探讨了五里坡滑坡形成演化机制和启动机理。取得了以下主要认识:(1)五里坡滑坡为典型的震后震裂滑坡,该滑坡在汶川地震中并未发生整体失稳,而是在后期持续强降雨作用下而整体失稳破坏。通过野外调查分析,从平面上将五里坡滑坡分为滑源区、刮铲区和刮铲堆积区三个区域;(2)通过对五里坡滑坡致灾影响因素的分析,认为五里坡滑坡的变形机制为滑移-拉裂型,是受地震、强降雨和软弱夹层泥岩流变综合作用而最终滑动破坏;(3)通过对泥岩开展常规三轴压缩试验和三轴压缩流变试验,获得了天然和饱和状态下泥岩的瞬时强度参数和长期强度参数。结果对比分析发现,相比瞬时抗剪强度,长期抗剪强度天然条件下内聚力和内摩擦角分别折减了17.58%和19.49%,饱和条件下分别折减了39.29%和35.21%,表明饱和状态下泥岩的流变效应较天然状态下显著;(4)采用Burgers元件组合模型对天然和饱和状态下泥岩线性流变特征进行拟合分析,拟合效果较好。同时,以Burgers元件组合模型为基础,引入损伤因子D及泥岩由稳态蠕变阶段转化为加速蠕变阶段的起始时刻t*,建立了新的泥岩非线性流变模型,并基于LM算法进行拟合分析,充分验证了该模型的适用性;(5)分别对泥岩在常规三轴试验和三轴流变试验下的破坏特征进行了详细描述和对比分析。结果发现,天然泥岩在两种试验中的破坏均为剪切破坏,只是破裂面存在一定的差异;饱和泥岩在常规三轴试验中主要表现为轴向压缩破坏,存在剪切面但并未贯通,而在三轴压缩流变试验中主要表现为首先沿轴向产生劈裂破坏,最终沿最危险面产生剪切破坏;(6)采用UDEC对五里坡滑坡受地震作用影响进行模拟分析,该滑坡在汶川地震之前处于稳定状态,汶川地震导致其坡体内部岩体完整性遭到破坏,具体表现为地震力作用下竖向节理主要为拉裂破坏,而层面节理主要为剪切破坏。同时分析结果显示,五里坡滑坡在汶川地震中并未发生整体破坏,仅发生局部滑塌破坏;(7)采用Geo-studio系列软件中的Seep模块对五里坡滑坡经汶川地震后受强降雨作用下内部渗流场的影响进行分析,认为该滑坡受强降雨作用时,坡体内部渗流场的变化主要体现于地震裂隙处地下水位的抬高,坡体其它部位地下水位变化甚微;(8)采用Geo-studio系列软件中的Slope模块,考虑三种稳定性计算工况,即单独考虑强降雨作用、单独考虑泥岩流变特性和综合考虑强降雨作用和泥岩的流变特性,对五里坡滑坡形成过程稳定性进行了计算。结果显示,五里坡滑坡在综合考虑强降雨作用和泥岩的流变特性时会存在失稳破坏的危险,进一步验证了五里坡滑坡为地震、强降雨和泥岩的流变综合作用而最终整体启动破坏的结论。
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【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P642.22

【参考文献】

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本文编号：2256023