基于软化特性的缓倾角基岩滑坡变形破坏机制研究——以忠县团山子滑坡为例

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缓倾角滑坡是广泛发育于西南地区的一类岩质滑坡,其特征是岩层倾角仅5~15°,往往发育于砂、泥岩互层的地层结构中。根据传统的极限平衡理论,这类滑坡是很难发生滑动的,对此类滑坡的成因机制不同学者存在一定争议。因此,本文以重庆市团山子滑坡为例进行详细研究,作者在大量现场调查的基础上,结合广泛的资料收集、相关文献查阅工作,查明了滑坡的地质环境条件及滑坡基本特征。通过进行滑带土软化实验、泥岩软化实验,详细分析了滑坡组成物质的物理力学性质。并在此基础上,通过理论分析与数值模拟相结合的方法分析了团山子滑坡的成因机制、演化特征。通过以上方法手段,本文的主要研究内容如下:  (1)通过现场勘查,查明团山子滑坡的工程地质情况和地质环境条件。团山子滑坡属于典型的浅丘地貌,发育于重庆市丘陵区中上部。滑坡中后方的地形呈漏斗状。气候具有夏季多洪涝的特性。岩性主要为侏罗系中统新田沟组(J2x)砂岩、泥岩及第四系松散岩类,具有砂岩与泥岩互层的特点,岩层产状298°∠13~15°。基岩发育2组优势节理,儿产状260°∠79°,J2产状345°∠81°。其中拉裂缝就是沿优势节理面J1发育的。根据滑坡的变形特点将坡体变形可分为两个部分:弱变形区和强变形区。  (2)通过泥岩和滑带土的软化实验研究滑坡在降雨条件下,滑坡体内泥岩在雨水入渗软化过程后的力学特性,以及滑坡滑动后滑带土在后期降雨软化过程后的力学特性。通过泥岩和滑带土的饱水力学软化特性研究滑坡长期的变形破坏演化机理及其稳定性变化过程。  (3)利用有限差分数值方法,通过数值计算模型模拟滑坡发生前边坡的应力-应变及变形破坏演化过程,以期通过数值计算方法还原模拟边坡的演化过程。计算结果表明在分级开挖边坡时,边坡发生比较明显的变形,其中二级开挖时边坡的总位移随着开挖级数的增加而增加,变形呈现出由地表向坡内递减、由后缘向前缘递减的分布特征,在坡体中上部强风化的互层砂泥岩与中风化的互层砂泥岩交界处,变形最为剧烈,最大值达10cm。岩体在发生剪切错动后,形成顺层的剪切裂缝,这些裂缝在暴雨等工况下可能自上而下逐渐贯通,直接形成滑带,最终使边坡发生剪切破坏。  (4)通过现场调查结果,室内软化试验,以及数值计算结果综合分析缓倾角顺层岩质滑坡的形成机理,滑坡本身的地质条件是导致滑坡不断变形演化的基础,外在诱发因素促进了滑坡的发展。人类工程活动使得滑坡坡表产生了裂缝,为雨水向坡内入渗提供了通道,在泥岩及滑带土遇水软化后,坡内岩土体力学参数降低,加之水力作用的影响,最终产生滑坡。
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