高位碎裂岩体失稳机制及其堆积区预测研究
发布时间：2021-06-30 23:09
我国西南山区地形地貌及地质环境复杂,高位碎裂岩体失稳事件时有发生,由此导致的灾害已成为主要的地质灾害类型之一。高位碎裂岩体失稳后,通常具有高速、高势能等特点,其与山体撞击形成岩石碎屑流能够在极短的时间内高速运移至很远的距离,并形成覆盖范围很大的堆积区。高位碎裂岩体的失稳机制及其堆积区预测已成为亟待研究解决的难题。本文依托国家科技支撑计划课题“西南山区干线公路路基灾变过程控制理论与动态调控技术研究”（编号2015BAK09B01）,以四川茂县“6.24”特大滑坡为研究背景,开展高位碎裂岩体失稳机制及其堆积区范围预测研究。本文以降水为碎裂岩体失稳的主要诱发因素,采用理论分析、模拟试验和数值计算等方法,研究了平推整体式、殿后锁固式两种类型碎裂岩体的失稳机制,并对其堆积范围进行探索,结合茂县新磨滑坡提出碎屑流堆积区运移距离计算公式。论文的主要研究工作和成果如下:（1）通过理论推导研究了高位碎裂岩体在降水作用下的失稳机制。根据高位碎裂岩体的产状特征,将碎裂岩体分为潜在滑动带完全贯通的平推式整体失稳岩体和潜在滑动带下部尚未贯通、呈现锁固状态的殿后锁固式岩体两种类型,并且分别从静水压力和变形能的角度...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
重庆交通大学硕士学位论文10（a）后缘静水压力与承压水造成岩体失稳（b）蠕滑形成高孔隙水造成岩体失稳（c）渗透压力的“水楔”作用造成岩体失稳（d）基岩面材料遇水软化造成岩体失稳图2-1岩质边坡稳定性的不良影响示意图动水压力是指由于地下水的水力梯度使地下水在运动过程中施加在岩体上的力，也可以称为渗透压力，是一种体积力。在均质各向同性的条件下，力的方向与渗流主方向一致，而在各向异性的条件下，力的方向与水力梯度矢量方向一致，单位体积渗透水流作用于岩土体的动水压力wD为：wwD=J（2-2）式中，J为水力梯度。根据水在不同空隙中的渗透情况,可分为孔隙水渗透压力、裂隙水渗透压力、潜水渗透压力等地下水压力对边坡稳定性的不良影响。这种不良影响表现在如下几个方面。从物理作用来看，由于岩体存在后缘拉裂缝或者内部裂隙，水的侵入会形成一定类型的地下水压力，如空隙水压力、渗透压力等，在岩体、滑动面蠕动变形过程中，空隙水压力会增加，有时会形成高空隙水压力，加速滑动面变形，使得岩体失稳。另外，水在岩体内部发生渗流时，同时会产生动水压力，如果渗流流量过大，岩体由于冲刷力等作用，稳定性也会受到很大影响。从化学角度来看，水会对岩体底部滑带起到软化、泥化的作用，会降低其抗剪强度,使得抗滑力减小,从而造成岩体失稳降低。
第二章高位碎裂岩体失稳的降水诱发机制112.2碎裂岩体平推式整体失稳机制2.2.1碎裂岩体平推式失稳概述在西南山区广泛存在一种特殊类型的岩质滑坡，其岩性多发育于砂岩、泥岩互层中，滑动面倾角通常介于3°~5°，且最大值不超过10°。如三峡库区万州和平广尝巴南麻柳嘴滑坡、四川省冯店垮梁子滑坡等。该类滑坡岩层倾角较缓，往往在强降雨期间受岩体后缘裂隙中的静水压力以及滑动面底部的扬压力作用，使得岩体被水平推出，因而将其称作平推式滑坡，且其是一种典型的由降水诱发的滑坡类型。2.2.2模型的建立对于平推式滑坡，前缘滑块的稳定性是滑坡整体稳定性的关键所在，且对于多级平推式滑坡，前后滑块由于裂隙中静水压力的相互抵消，并非引发边坡失稳的主要因素，因而本文首先从单级平推式滑坡入手开展研究。平推式滑坡地下水渗流模型的三维概化模型如下图2-1所示，以后缘张拉裂缝底部中点为原点建立如图所示的坐标系，几何体A1A2A3A4A5A6A7A8为不透水岩体，FGHIJK为碎裂岩体张拉裂缝，面A1A2A3A4为岩体层面，滑动面位于该面上。箭头所指方向为碎裂岩体滑动方向，其在水平面上的投影与之形成大小为α的夹角。图2-2平推式滑坡地下水渗流模型的三维概化模型根据平推式滑坡的地质特征，假设在降雨条件下，一方面，后缘裂隙中集聚的水位保持不变，且向滑块提供侧向静水压力；另一方面，水下渗到岩体底部透水层，
本文编号：3258669
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
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【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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重庆交通大学硕士学位论文10（a）后缘静水压力与承压水造成岩体失稳（b）蠕滑形成高孔隙水造成岩体失稳（c）渗透压力的“水楔”作用造成岩体失稳（d）基岩面材料遇水软化造成岩体失稳图2-1岩质边坡稳定性的不良影响示意图动水压力是指由于地下水的水力梯度使地下水在运动过程中施加在岩体上的力，也可以称为渗透压力，是一种体积力。在均质各向同性的条件下，力的方向与渗流主方向一致，而在各向异性的条件下，力的方向与水力梯度矢量方向一致，单位体积渗透水流作用于岩土体的动水压力wD为：wwD=J（2-2）式中，J为水力梯度。根据水在不同空隙中的渗透情况,可分为孔隙水渗透压力、裂隙水渗透压力、潜水渗透压力等地下水压力对边坡稳定性的不良影响。这种不良影响表现在如下几个方面。从物理作用来看，由于岩体存在后缘拉裂缝或者内部裂隙，水的侵入会形成一定类型的地下水压力，如空隙水压力、渗透压力等，在岩体、滑动面蠕动变形过程中，空隙水压力会增加，有时会形成高空隙水压力，加速滑动面变形，使得岩体失稳。另外，水在岩体内部发生渗流时，同时会产生动水压力，如果渗流流量过大，岩体由于冲刷力等作用，稳定性也会受到很大影响。从化学角度来看，水会对岩体底部滑带起到软化、泥化的作用，会降低其抗剪强度,使得抗滑力减小,从而造成岩体失稳降低。
第二章高位碎裂岩体失稳的降水诱发机制112.2碎裂岩体平推式整体失稳机制2.2.1碎裂岩体平推式失稳概述在西南山区广泛存在一种特殊类型的岩质滑坡，其岩性多发育于砂岩、泥岩互层中，滑动面倾角通常介于3°~5°，且最大值不超过10°。如三峡库区万州和平广尝巴南麻柳嘴滑坡、四川省冯店垮梁子滑坡等。该类滑坡岩层倾角较缓，往往在强降雨期间受岩体后缘裂隙中的静水压力以及滑动面底部的扬压力作用，使得岩体被水平推出，因而将其称作平推式滑坡，且其是一种典型的由降水诱发的滑坡类型。2.2.2模型的建立对于平推式滑坡，前缘滑块的稳定性是滑坡整体稳定性的关键所在，且对于多级平推式滑坡，前后滑块由于裂隙中静水压力的相互抵消，并非引发边坡失稳的主要因素，因而本文首先从单级平推式滑坡入手开展研究。平推式滑坡地下水渗流模型的三维概化模型如下图2-1所示，以后缘张拉裂缝底部中点为原点建立如图所示的坐标系，几何体A1A2A3A4A5A6A7A8为不透水岩体，FGHIJK为碎裂岩体张拉裂缝，面A1A2A3A4为岩体层面，滑动面位于该面上。箭头所指方向为碎裂岩体滑动方向，其在水平面上的投影与之形成大小为α的夹角。图2-2平推式滑坡地下水渗流模型的三维概化模型根据平推式滑坡的地质特征，假设在降雨条件下，一方面，后缘裂隙中集聚的水位保持不变，且向滑块提供侧向静水压力；另一方面，水下渗到岩体底部透水层，
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