【摘 要】
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顺层岩质边坡主要指岩层倾角小于斜坡坡度,以沿着层面或软弱夹层接触面滑移失稳为主的一类边坡体。视倾向滑移型滑坡是在顺层岩质边坡基础上发育形成的,其滑移方向和岩层真倾向角度相交,滑体整体沿岩层视倾向方向滑移失稳。由于视倾向滑坡受侧向稳定山体或块石影响,其失稳运动特征独特,且具有隐蔽性强、成因机制复杂、防灾减灾难度大的特点,成为目前滑坡研究领域关注的重点。本文以陕西山阳“8.12”滑坡为例(以下简称为山
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顺层岩质边坡主要指岩层倾角小于斜坡坡度,以沿着层面或软弱夹层接触面滑移失稳为主的一类边坡体。视倾向滑移型滑坡是在顺层岩质边坡基础上发育形成的,其滑移方向和岩层真倾向角度相交,滑体整体沿岩层视倾向方向滑移失稳。由于视倾向滑坡受侧向稳定山体或块石影响,其失稳运动特征独特,且具有隐蔽性强、成因机制复杂、防灾减灾难度大的特点,成为目前滑坡研究领域关注的重点。本文以陕西山阳“8.12”滑坡为例(以下简称为山阳滑坡),研究分析其失稳机制,为此类层状岩质滑坡视倾向失稳机制研究提供参考借鉴。本论文采用野外工程地质调查、无人机航测、现场与室内试验,查明了山阳滑坡工程地质条件。通过常规物理试验及岩石力学试验,结合RMR值及GSI指标开展了岩体质量评价,获得滑坡体岩体力学参数。并基于岩体质量评价,结合山阳滑坡特征,建立了层状岩质滑坡视倾向滑移失稳的极限平衡力学分析模型,对山阳滑坡进行了稳定性分析。此外,对构成滑面的软弱夹层开展了综合分析,通过对其物理性质、矿物演化及微结构特征研究,归纳提出滑坡软弱夹层演化模式。并结合以上研究,利用FLAC3D软件开展山阳滑坡在长期重力蠕滑、底滑面泥化贯通、锁固段长期损伤三种工况下的变形破坏过程模拟。最后,总结提出山阳滑坡变形失稳破坏过程及成因机制。通过以上研究,取得主要结论如下:1、山阳滑坡区位于背斜倒转翼,分布地层岩性上硬下软,滑体下伏地层主要岩体为夹薄层黏土硅质板岩,软弱夹层发育。山阳滑坡属于典型的顺层岩质滑坡,软弱层理面隐伏于坡脚地表下,为“隐伏型”视向顺层坡。2、山阳滑坡属于典型的视倾向失稳斜坡,具有上硬下软的软弱基座型坡体,三面临空。滑体呈层状块体结构,发育2组优势结构面以及下伏软弱夹层。滑体边界为南翼软弱底滑面、北翼岩溶分离面及后缘拉张结构面。初始滑体沿下伏软弱层面真倾角方向发生蠕滑变形,但受到北翼稳定山体的阻挡后,向SW方向发生小角度偏转视向滑移,最终剪断滑体前缘锁固段,发生整体视倾向失稳破坏。3、通过室内常规物理试验、波速测试、核磁共振试验、点荷载试验、单轴抗压试验及层理白云岩直剪试验,获取了构成滑坡体的白云岩的基本参数。结合基于RMR值及GSI值的岩体质量评价方法,确定了白云岩体抗剪强度参数c、φ值。4、结合山阳滑坡驱动块体视倾向滑动与阻滑块体锁固段作用的特征,参考视滑力概念与挡墙型锁固段概念,建立层状岩质滑坡视倾向滑移失稳的极限平衡分析力学模型,以阻滑块体安全系数代表滑坡整体稳定性。确定了视向滑移过程中,底滑面软弱泥化、真倾向侧壁抗滑和前缘锁固段抗剪均为关键控滑因素。5、对山阳滑坡软弱夹层发育特征、岩体性质进行调查总结,由物理性质、矿物演化及微结构研究分析软弱夹层演化过程,提出山阳滑坡软弱夹层演化模式:原生软岩→层间剪切带→滑带。6、由FLAC3D数值模拟可知,山阳滑坡在重力长期作用下,坡体发生真倾向蠕滑,受北翼稳定山体及前缘阻滑块体阻挡,因而前缘应力集中明显。在底滑面泥化条件下,滑坡体中后部驱动块体下滑力大于抗滑力,但由于受前缘阻滑块体的锁固作用而未发生整体失稳。在锁固段存在应力损伤条件下,最终锁固段发生剪切破坏形成贯通滑面,滑坡进入整体失稳破坏阶段,能量释放,形成视向滑移破坏。7、山阳滑坡为典型的视向滑移—锁固段剪切破坏模式,具有“裂缝扩展—层间真倾向蠕变—后缘拉裂—中后部视倾向滑移—前缘阻滑—锁固段剪断崩滑—碎屑流冲击—灾难形成”的“链式反应”过程,运动阶段分为初始变形阶段、真倾向蠕滑阶段、视倾向滑移-锁固阶段、锁固段剪断失稳阶段和碎屑流冲击堆积阶段。
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