基于束口锁固效应的滑坡数值模拟

来源 :华北水利水电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sdwudipaopao
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束口型滑坡是一种受到地形和土体力学性质两种因素影响的一类滑坡。滑坡前缘的阻滑作用和天然土拱效应在一定程度上维持着滑坡的稳定性,滑坡束口段处土体容易压密产生天然土拱现象。该部分土体受压,力学强度较大,与滑坡基岩共同成为这类型滑坡的锁固段。滑坡体内部应力分布受到以上两种因素的影响,呈现拱形分布规律。在天然状态下,滑坡土体颗粒之间相互作用较强,应力传递到拱座基岩形成稳定体系,滑坡相对稳定。在长时间雨水浸泡和强降雨条件下,滑坡土体颗粒的相互作用明显减弱,滑坡容易发生,形成地质灾害。本文以麦尖窝滑坡为研究对象,主要做出以下工作:(1)通过对麦尖窝滑坡的工程地质分析,说明该滑坡独特的地形条件对滑坡稳定性和破坏形式的影响。以滑坡产生到发生的演化历史为基础,说明束口锁固效应对滑坡稳定性的积极作用。(2)基于连续介质的有限差分方法对滑坡在天然和降雨不同的工况条件下进行分析,结果显示最大主应力在前缘分布呈现“中间小、两边大”的分布规律,进一步说明了束口的阻滑作用和土拱效应产生的力学机理。(3)利用颗粒流法建立束口锁固型滑坡数值模型,从细观尺度分析接触力的拱形分布特点和滑坡演化特征,将计算结果与连续元结果进行比较验证,从细观尺度上验证锁固效应对滑坡稳定性的积极作用。比较离散单元法、连续元法的异同,从不同尺度分析束口锁固效应的特点。(4)滑坡土体本身的材料性质以及天然的地形条件是影响天然土拱效应的两个因素。一方面从细观力学尺度上说明黏性材料的不同参数对应力分布的影响,其中粘结强度介于400kPa-600kPa之间接触应力分布成拱形,过高或者过低的细观参数均不合适。另一方面地形条件是影响土拱效应的重要因素,在剪出口较窄的情况下,天然土拱支撑作用明显;但是在开阔的出口处并未出现类似的土拱效应和阻滑效应。
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