理塘毛垭坝山前平地型滑坡-碎屑流远程运移机理研究

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大型滑坡-碎屑流的远程运移往往造成生命财产的灾难性损失且难以预测。自Heim(1932)首次在瑞士Elm发现以来,前人相继提出了“颗粒流模型”、“能量传递模型”、“空气润滑模型”和“底部超孔隙水压力模型”等多种主要的远程运移模型,但尚未形成统一认识。  理塘毛垭坝古滑坡-碎屑流位于四川省甘孜州理塘县境内的毛垭坝盆地,属青藏高原东南缘。它具有完美的堆积地貌特征,是一个研究大型滑坡远程运移机理的理想天然实验室。  论文通过现场调查和测绘,获得了详细的滑坡地形数据,绘制了工程地质平面图及剖面图。结合高分辨率遥感影像,对滑坡运移区和堆积区地貌,如纵向块石条带内的块石粒径和位移角,横向隆起脊、X形沟槽、鼓丘等做了详细统计和分析。研究了滑坡碎屑流运移的运动学特征,以及在不同分区内的受力机制。基于PFC离散元软件,模拟了不同工况下,毛垭坝滑坡-碎屑流的运动特征。分析了滑坡-碎屑流运移过程中的刮铲裹携效应,并进行了有无刮铲裹携作用的对比分析。本文通过初步研究,取得了以下主要结论和成果:  1.理塘毛垭坝古滑坡-碎屑流为特大、中等耗能的山前平地型远程岩质滑坡。滑体体积为32.4×106m3,堆积体体积为67.0×106m3,最远水平运移距离为3850m,滑坡高差为890m,质心的垂直位移约为510m,水平位移约为1935m,视摩擦系数为0.23。  2.利用堆积体地貌特征揭示了后缘隆起脊区受压,中部X形沟槽区受剪、前缘鼓包区受拉的力学机制。运移区内裸露块石条带的粒径及位移角变化反映了块石运动特征,即其粒径随运移距离的增加而逐渐减小,大部分块体的走向与滑坡-碎屑流的流动方向近乎平行,这既减少它们的摩擦,又增加了运移距离。  3.利用PFC离散元软件的颗粒流模拟功能,验证了静荷载下,滑体保持稳定;动荷载下,基于变摩阻的滑面模型,通过数值模拟,基本还原了毛垭坝滑坡-碎屑流远程运移过程。  4.通过不同孔隙水压力条件下的运移堆积过程模拟,验证了底部超孔隙水压力增大可以显著提高滑坡-碎屑流的运移距离;通过有无刮铲裹挟作用的模拟比较,验证了刮铲裹携效应增大滑体的流动性,使滑坡-碎屑流运移更远。
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