极端降雨型滑坡的加载位移耦合预测参数及灾变动力预测判据研究

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极端降雨引发的坡体失稳在世界范围内都普遍存在,这一地质灾害环境问题在我国滑坡灾害事件中占很大比例。所研究的极端降雨条件不同于普通降雨条件,极端降雨不仅将严重影响到滑坡目前的稳定状态,还会危及到滑坡区域内人民群众的生命安全。堆积层滑坡在我国滑坡灾害的占据较大比例,研究极端降雨事件影响下此类边坡的动力演化规律和灾变动力预测判据具有相当重要的理论与现实意义。本篇论文选择极端降雨型滑坡为研究对象,以国家自然科学基金资助项目“重大水利工程复合水环境滑坡动力灾变机理与预测模型研究”(项目编号:41372297);教育部高等学校博士学科点专项科研基金“堆积层滑坡渗流卸加载动力学预测方法与失稳判据研究”(项目编号:20113721110002)等科研项目为依托。以崂山区返岭前边坡为滑坡实例,建立堆积层滑坡有限元评价模型,运用Geo-studio岩土软件进行了动力增量位移响应比参数的演化规律研究,并同时进行了动力参数的实际应用验证与分析研究,从研究中获得如下的认识与结论:1)通过对崂山区返岭前边坡、三峡新滩滑坡的地质调查、所获得的滑坡地质特征资料进行整理、反演分析,获得了所研究堆积层滑坡的极端降雨定义域及工程地质物理力学参数的变化规律。2)通过研究极端降雨型滑坡各演化阶段变化规律,并对其失稳过程动力学演化特征进行剖析和解释。3)本文运用动力增量位移响应比参数,并将其扩展到堆积层滑坡预测预报之中,探索了将极端降雨变化作为边坡动力加载参数和位移变化作为边坡对动力加载的响应的可行性,证明了动力增量位移响应比参数能够完全描述坡体失稳机理。4)以损伤力学与弹塑性力学基本理论为依据,通过Geo-studio岩土软件建立堆积层边坡动力增量位移响应比参数模型。边坡处于未损伤弹性变形阶段时,动力增量位移响应比为1或者以1为基点上下小幅波动;不稳定弹性损伤变形阶段,动力增量位移响应比大于1且偏离1的程度会越大;塑性损伤阶段,滑坡动力增量位移响应比将出现突变,甚至趋于无穷大,预示着边坡进入临界整体失稳阶段,即将失稳。5)利用新滩堆积层滑坡进行了后验分析与评价,结果分析与边坡实际发展趋势基本吻合。表明,运用动力增量位移响应比参数可以进行降雨动力条件下边坡所处稳定性状态的判别评价和预测预报,展现此动力参数的实际可操作性。
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