基于数值模拟的滑坡成因分析论文_梁静

信息产业部电子综合勘察研究院

摘要:滑坡是一种常见的地质灾害,对于滑坡的稳定性分析也是十分必要的。该篇以某市某区一中型浅层土质滑坡为例,利用Geo-studio软件进行数值模拟,对该滑坡的成因进行分析。

关键词:滑坡;成因;数值模拟

一、滑坡基本特征

根据勘察结果,该滑坡后缘边界经人为建筑及耕种等活动改造后不明显,但错动的台坎(局部被人为改造成缓坡状)局部可见,后缘住户房屋未见明显变形迹象,滑坡体中部曾经出现的数条鼓胀裂隙也被耕种等人类活动破坏,滑坡前缘局部出现推倒临时片石挡墙的小规模滑塌,因此划分该滑坡边界如下:

滑坡后缘以后错动的台坎(局部被人为改造成缓坡装)为界,前缘边界为千枚岩出露处的陡坎,滑坡左右边界以错动的台坎(局部被人为改造成缓坡状)为界。

该滑坡平面整体呈圈椅形,最宽约330m,最长处约100m,坡向为东北向,总体地势西南较东北高,坡向约45°,平均坡度为20°,坡度变化较大,上部平缓,下部较陡;坡体前缘为某湖岸坡,高程为321m,后缘高程为347m,高差为26m。滑坡整体滑动方向为52°,滑体平均厚度约为6m,体积约为13.5×104m3,为中型浅层土质滑坡。

图1 该滑坡工程地质剖面图

二、成因分析

该滑坡的主要变形破坏形式为整日蠕滑、局部滑塌,滑面为直线—折线型,上部表现为蠕滑,下部表现为牵引式,为一中型浅层土质滑坡。

研究区内滑坡坡度较陡,该地形为滑坡的形成提供条件。滑坡体上第四系的层人工杂填土、粉质粘土和志留系全风化千枚岩,土体结构较为松散,当降水时雨水就沿着孔隙、裂隙渗入土体,加上水的浸润作用使土体的自重增大,土体的抗剪强度降低。同时由于下伏基岩强风化千枚岩透水性较差,相当于相对隔水层,使得全风化千枚岩与下伏基岩接触面之间形成排泄通道,地下水沿基岩顶面流动,这大大降低了接触面之间的摩阻力。又因为千枚岩自身层理较发育,层理表面光滑,全风化千枚岩遇水后易泥化、质软,物理力学性质变差,从而使得第四系的人工填土、粉质粘土和志留系全风化千枚岩沿着基岩顶面滑动,使滑坡的中部及后缘地表出现裂缝,滑坡前缘片石挡墙局部已经滑塌,在坡体覆盖图层较薄的区域容易形成局部滑塌与坡面泥流。

下面对滑坡力学机制进行数值模拟,使用的是Geo-studio软件中的SIGMA/W模块进行模型建立和计算。

图4 水平方向位移分布云图

三、结论

综上所述,(图2—4)从最大剪应力分布云图上可以看出,滑坡最大剪应力主要沿着坡体内部软弱带分布,在坡脚剪出口剪应力达到最大。这进一步验证了坡体内部软弱层岩土体特征对滑坡的滑动具有控制作用。从水平方向总应力分布云图可以发现,滑坡前缘形成剪应力集中,前缘局部超过土体的抗剪强度,发生局部变形,即在前部形成拉张裂缝,而滑坡前部拉张裂缝的形成使局部变形,后缘形成临空面,发展为新的应力集中,如此累计进行破坏,使斜坡整体变形,在降水或其他外营力作用下最终引发滑坡。从水平方向位移分布图可以看出,滑坡前部较中部及后缘水平方向位移大,这是由于牵引式滑坡是滑坡的前部先发生滑动,破坏滑坡中部和后缘平衡状态,同时为中部和后缘的滑动提供滑动空间,这很好的符合了牵引式滑坡的变形位移特征。

参考文献:

[1]GEO-SLOPE International Ltd.,岩土应力变形分析软件SIGMA/W用户指南[M],北京:冶金工业出版社,2011

[2]DZ/T0219-2006,滑坡防治工程设计与施工技术规范[S],中华人民共和国地质矿产行业标准,2006

[3]林孝松、许江,滑坡灾害复杂性特征研究[J].水土保持研究

论文作者:梁静

论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期

论文发表时间:2018/12/17

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