泾阳南塬高速远程黄土滑坡运动机理研究

发布时间：2017-09-21 10:38

  本文关键词：泾阳南塬高速远程黄土滑坡运动机理研究

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【摘要】：我国黄土分布广泛,尤其是西北地区黄土分布面积占全国黄土分布面积的70%以上。黄土地区独特的地形地貌特征及黄土特殊的工程性质,是导致黄土滑坡频发、致灾危险性大的根本原因,严重制约了黄土地区经济社会的发展。高速远程黄土滑坡是黄土滑坡的一种特殊类型,具有滑动速度快、滑程远、能量大、冲击破坏力强及突发性的特点,因此造成的破坏和损失巨大。本文选取泾阳南塬高速远程黄土滑坡作为典型代表,在系统归纳总结高速远程滑坡研究现状和研究成果的基础上,分析了研究区地质环境背景及泾阳南塬高速远程黄土滑坡的分布特征、运动特征;对研究区Q2黄土及滑带粉土进行了相关室内物理力学试验,并运用UDEC离散元数值模拟软件模拟了泾阳南塬高速远程黄土滑坡的整个运动过程,探讨了泾阳南塬高速远程黄土滑坡的运动机理,研究成果对高速远程黄土滑坡机理分析和防治对策具有重要指导意义。主要研究内容及研究结论如下:(1)野外现场调查结果表明:研究区共22处26起高速远程黄土滑坡,均为黄土层内滑坡;滑坡沿塬边斜坡呈带状分布,具集群性(滑坡群)分布特征;滑坡受降雨及灌溉影响显著。(2)常规三轴剪切试验结果表明:研究区饱和Q2黄土的应力—应变关系曲线表现出“应变软化”的特征,固结围压越大,土的峰值强度及残余强度越大,且峰值强度与残余强度的差值“峰残差”也越大,另外土样达到峰值强度时所对应的峰值应变与剪切过程中孔隙水压力也随固结围压的增大而增大。(3)环剪试验结果表明:研究区饱和粉土在相同的剪切速率条件下,剪应力随法向应力的增大而增大;不同剪切速率条件下的剪应力—剪切位移关系曲线在法向应力较低(100kPa)时表现出“应变软化”的特性,在法向应力较高时则表现出“应变硬化”的特性;在相同的法向应力条件下,饱和粉土的残余强度随剪切速率的增大而降低且法向应力越大,残余强度降低的越大。(4)利用UDEC软件模拟泾阳南塬高速远程黄土滑坡运动过程结果表明:泾阳南塬高速远程黄土滑坡为牵引式滑坡,滑坡滑动过程持续时间较短;滑坡发生后在很短的时间内即达到最大运动速度,随后以相对较高的速度在泾河一级阶地上水平运动;滑坡滑动过程中滑体后部运动速度较小,且较早停止运动,前部运动速度较快,水平运动位移很大,最终滑动停止后在阶地前缘形成薄层的滑体。(5)研究得出泾阳南塬高速远程黄土滑坡的高速远程运动机理主要为滑坡发生时由于抗剪应力骤然降低,释放出巨大能量,加之滑体重力势能部分或全部地转化为动能,使滑体产生较高的速度向下运动;运动过程中由于液化效应,摩阻力减小甚至全部丧失,最终形成较远的滑动距离。
【关键词】：泾阳南塬 高速远程黄土滑坡 滑带土性质 数值模拟 运动机理
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P642.22
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 研究背景及研究意义10-11
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意义11
• 1.2 国内外研究动态11-14
• 1.2.1 国外研究动态11-12
• 1.2.2 国内研究动态12-14
• 1.3 研究目的、内容、方法及技术路线14-16
• 1.3.1 研究目的14
• 1.3.2 研究内容14
• 1.3.3 研究方法14
• 1.3.4 技术路线14-16
• 2 研究区地质环境背景16-24
• 2.1 气象水文16-18
• 2.1.1 气象16-17
• 2.1.2 水文17-18
• 2.2 地形地貌18-19
• 2.3 地层岩性19-20
• 2.4 地质构造20-21
• 2.5 新构造运动与地震21
• 2.5.1 新构造运动21
• 2.5.2 地震21
• 2.6 水文地质条件21-22
• 2.7 人类工程活动22-23
• 2.8 本章小结23-24
• 3 泾阳南塬高速远程黄土滑坡特征分析24-34
• 3.1 分布特征24-27
• 3.2 运动特征27-28
• 3.3 典型高速远程黄土滑坡变形破坏特征28-33
• 3.3.1 西庙店滑坡概况29-30
• 3.3.2 滑坡变形破坏特征30-33
• 3.4 本章小结33-34
• 4 滑坡区土层物理力学特性试验研究34-46
• 4.1 滑坡区土的基本性质34-36
• 4.1.1 颗粒分析34-35
• 4.1.2 基本物理性质35-36
• 4.2 常规三轴剪切试验36-39
• 4.2.1 试验仪器36
• 4.2.2 试验方案36
• 4.2.3 试验结果分析36-39
• 4.3 环剪试验39-44
• 4.3.1 试验仪器39-40
• 4.3.2 试验方案40-41
• 4.3.3 试验结果分析41-44
• 4.4 本章小结44-46
• 5 滑坡滑动过程数值模拟研究46-67
• 5.1 离散元的基本原理46-50
• 5.1.1 概述46-47
• 5.1.2 力与位移关系47-48
• 5.1.3 运动方程—牛顿第二定律48-50
• 5.2 基于UDEC软件的数值模型建立50-53
• 5.2.1 UDEC程序简介50-51
• 5.2.2 模型建立51-52
• 5.2.3 数值本构模型及边界条件选取52
• 5.2.4 参数选取52-53
• 5.3 数值模拟结果及分析53-66
• 5.4 本章小结66-67
• 6 泾阳南塬高速远程黄土滑坡运动机理67-69
• 6.1 启程高速机理67
• 6.2 高速远程机理67-69
• 7 结论与展望69-71
• 7.1 结论69
• 7.2 展望69-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-76
• 附录76

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本文编号：894019