含软弱夹层顺层岩质边坡稳定性及多级滑动模式成因机理研究

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顺层岩质边坡沿软弱夹层发生平面滑动是岩质边坡主要的破坏类型。由于软弱层与其上覆硬岩自身物理性质的差异性,在坡体长期重力作用下软硬岩层发生差异性变形,表现为软岩发生塑性变形,硬岩发生脆性破坏。伴随软硬岩层长期差异性蠕变,拉张裂隙并非仅发育于坡体的某一部位,而多见于在坡体的后缘及中前部形成多条自软弱层贯通至地表的拉张裂隙。本文针对上述边坡,基于山西柳林县禄聚峁滑坡区老滑坡和现代滑坡工程实例,分析了软弱层蠕变损失和水致弱化效应下滑带强度损减过程中边坡稳定性的动态变化过程,进一步分析了强降雨营造的坡内水力作用下边坡稳定性的动态变化规律,从成因机理上分析了顺层岩质边坡的多级滑动模式。主要研究内容及成果如下:(1)基于极限平衡理论,针对山西柳林县禄聚峁滑坡区内的顺层岩质边坡,全面考虑了坡面倾角(α)、岩层倾角(β)、坡脚临空面高度(h)和滑面长度(L)边坡几何参数以及滑体重度(γ)、滑带强度参数(c、φ)物理力学参数,建立力学分析模型,推导了不考虑地震荷载和水力作用条件下,边坡滑带岩土强度参数损失弱化过程中斜坡的三种不同稳定类型:整体稳定型,局部稳定型和整体不稳定型。(2)针对整体稳定型和局部稳定型边坡,通过公式推导并建立降雨作用下边坡失稳模式的动态分析图,从机理上分析了强降雨过程中斜坡发生牵引后退式和推移前进式两种多级滑动模式。(3)将顺层岩质斜坡坡面几何形态参数和坡体力学强度参数考虑在内,推导两种滑动类型滑坡启动时后缘贯通裂隙的临界充水高度和临界降雨强度的滑坡失稳判据。(4)通过数值模拟对滑带强度参数弱化过程中及强降雨作用下斜坡的稳定类型及破坏模式进行分析,辅助验证相关公式推导的合理性。(5)结合山西柳林禄聚峁滑坡区工程实例,应用本文相关理论从机理上分析了滑坡区老滑坡和现代滑坡的多级滑动模式。
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