【摘要】：本文通过对典型缓倾外软硬互层型滑坡相关文献及资料的分析,发现该类滑坡主要发育于四川红层地区、三峡库区、贵州西部及西北部地区。此类滑坡不仅隐蔽性强、识别难度大、且形成机理复杂、预警预报难度大等特点,鉴于此,结合导师“973项目-西部山区大型滑坡地质结构特征及成灾模式研究”课题,以垮梁子滑坡和香树坪滑坡为例,进行现场的详细调查及资料收集,在深化认识其工程地质条件的基础上,详细分析了垮梁子滑坡、香树坪滑坡变形破坏特征及其主要影响因素,建立该类斜坡变形破坏机制概念模型,并通过物理模拟、数值分析方法进一步分析缓倾外软硬互层型斜坡变形破坏机制。研究成果将有助于进一步预报、此类滑坡发生的时间、区域,防治该类滑坡发生,减少其对人民生命财产造成的损失,并对此类隐蔽性强、危害大的滑坡的监测预警系统的建立起到支撑作用。论文主要研究工作及成果如下:1、缓倾外软硬互层型滑坡所在的斜坡结构特征:岩层倾角在3°~12°之间,斜坡坡度上陡下缓、整体坡度小于20°,岩层组合结构为软硬相间的互层结构,软质岩厚度一般为2m~25m,硬质岩厚度一般为5~30m,硬岩层陡倾节理发育。滑坡主滑方向与岩层倾向夹角一般为0~5°,滑坡体几何尺寸范围:长360~1200m,宽210~2100m,厚15~46m;缓倾外软硬互层型滑坡根据河谷下切深度分为浅切型缓倾外软硬岩互层滑坡、深切型缓倾外软硬岩互层滑坡两类。2、以相似定理为基础,结合框架式物理模拟试验原理,建立垮梁子滑坡形成机理物理试验模型,通过后缘补水槽水位注水抬升模拟强降雨导致斜坡后缘裂隙逐渐充水、地下水位逐渐抬升过程,并依据地下水抬升情况及模型变形破坏现象研究强降雨条件下斜坡变形破坏特征及地下水压力分布特征,主要研究成果:(1)根据试验模型变形破坏特征可将垮梁子斜坡在强降雨条件下的变形破坏分为三个阶段:坡体中前部隆起阶段、前部滑移-拉裂阶段、斜坡整体滑移-拉裂阶段;(2)通过不同地质原型条件下的物理模拟试验结果表明:在坡表覆盖条件较好,但透水层透水性相对较低时,坡体承压水头由后缘产生逐渐扩展至前缘,最终形成前后缘接近一致的承压水头分布形态;在坡表覆盖条件较好且透水层相对较好时,坡体承压水头由前缘产生逐渐扩展至后缘,最终形成后缘至前缘逐渐增大的承压水头分布形态,随岩层倾角的增大,承压水头增大幅度减小,随岩层倾角增大其坡表抗变形能力降低,堵水效应相应降低;坡体内承压水高度与坡表透水层覆盖率成正相关。3、采用二维有限元数值计算软件GeoStudio2007,遵循地质过程机制分析原理设定分析计算步骤,在建立统一计算模型基础上,以垮梁子滑坡为例,通过追踪河谷形成过程及强降雨的影响下坡体的变形破坏发展过程,来量化分析此类滑坡形成机制;以香树坪滑坡为例,通过追踪河谷形成过程和变形破坏发展过程,来量化分析此类滑坡形成机制,数值模拟分析主要研究成果:(1)垮梁子斜坡为典型浅切型软硬岩互层斜坡,由于河谷下切深度较小,卸荷深度小,斜坡形成时卸荷裂隙较少,斜坡岩体完整,然后经过长期的风化卸荷及软硬岩不等速蠕变破坏使得后缘裂隙不断扩展,形成深长裂隙,最后在强降雨条件下,坡体岩体逐渐软化,在后缘裂隙静水压力及滑带处扬压力共同作用下发生平推式滑坡;(2)香树坪斜坡为典型的深浅型软硬岩互层斜坡,由于河谷下切深度大,中下部岩体因卸荷深度大,卸荷回弹变形大,在不断风化及强降雨的影响下,首先发生局部失稳,中下部的逐渐失稳使得上部坡体进一步卸荷,且临空条件较好,最终也发生失稳;即由下至上逐级牵引式滑坡。4、缓倾外软硬互层型滑坡主要发育于低山丘陵、低中山地形地貌,软硬互层型的地层岩性,地质构造较为微弱,但汇水、储水、临空条件较好的斜坡,其促进因素为河谷下切,诱发因素为强降雨。5、浅切型缓倾外软硬岩互层滑坡以垮梁子滑坡为例其演化过程主要分为以下三个阶段:河谷形成过程中的表生改造阶段、裂隙扩展-时效变形阶段、强降雨诱发斜坡整体失稳破坏阶段;深切型缓倾外软硬岩互层滑坡以香树坪为例其演化过程分为以下三个阶段:河谷形成过程中的表生改造阶段、时效变形阶段、滑移-弯曲-剪断阶段。
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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】：2015
【分类号】：P642.22
【参考文献】
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