【摘 要】
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流态型滑坡是滑坡运动中最危险的一类,因为他们可以在高速状态下长距离运移,造成严重的生命和财产损失。2008年汶川地震触发了大量滑坡和崩塌灾害,形成了大量的滑坡堆积体。这些堆积体在降雨和水流汇聚的条件下极容易再次破坏,发生流态型滑坡并进一步转化为破坏性的泥石流。本文的研究材料取自震后文家沟滑坡堆积体,主要通过室内水槽物理模拟试验对内部侵蚀诱发流态型滑坡的机理进行了研究,为之后的研究提供了一定的参考,
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流态型滑坡是滑坡运动中最危险的一类,因为他们可以在高速状态下长距离运移,造成严重的生命和财产损失。2008年汶川地震触发了大量滑坡和崩塌灾害,形成了大量的滑坡堆积体。这些堆积体在降雨和水流汇聚的条件下极容易再次破坏,发生流态型滑坡并进一步转化为破坏性的泥石流。本文的研究材料取自震后文家沟滑坡堆积体,主要通过室内水槽物理模拟试验对内部侵蚀诱发流态型滑坡的机理进行了研究,为之后的研究提供了一定的参考,也可以为流态型滑坡的预报和防治提供一些理论依据。文中首先对震后文家沟堆积体材料进行了颗粒分析,并进行了渗透试验和三轴试验,了解材料的物理力学性质;然后进行了后缘水位升高水槽物理模拟试验,安装多个高精度传感器监测模型内部孔隙水压力、坡体内部位移和表面位移,以及试验过程中的声发射信号和振动信号;考虑了不同密实度和材料内部细粒条件改变的影响,深入探讨了内部侵蚀诱发流态型滑坡的机理。主要研究成果如下:(1)对于流态型滑坡,在水流渗入坡体过程中,坡体内部逐渐饱和,孔隙水压力逐渐上升,在整体流滑前土体内部水位会有一个相对平稳的阶段,流滑时孔隙水压力激增。通过对表面和内部位移的监测发现,整体滑动前坡体由于内部侵蚀作用出现了沉降,大的内部位移和表面沉降主要发生在整体流滑阶段,滑动过程中,滑坡体经历了加速和减速两个阶段。(2)通过监测试验过程中的声发射和振动信号发现在整体滑动前就有很明显的声发射和振动信号。振动信号主要集中在IMF1高频段,通过HHT转化得到时频谱,发现声发射信号和振动信号具有对应关系。滑动前出现的一系列信号说明坡体内部发生了侵蚀作用,而滑动时产生的信号最为强烈,能量最大。(3)堆积体的密实程度对流态型滑坡的启动和运移有着极大的影响。从不同密实度状态下水槽试验破坏过程可以看到,在松散状态下,堆积体很容易破坏并发生整体流态型滑坡,随着相对密实度增加,坡体越来难以破坏,在中密和稍密状态下都出现了多级后退式滑动模式,在一系列多级滑动后发生整体流滑,在非常密实状态下,坡体没有出现破坏。(4)随着堆积体相对密实度增加,发生流滑时的孔隙水压力峰值逐渐减小,滑坡的滑动距离呈现逐渐减小的趋势,滑动破坏过程和破坏时间增加。(5)在同样的条件和方法下进行水槽试验研究流滑前的内部侵蚀作用。通过试验后各个位置的颗粒级配变化分析发现,由于内部侵蚀作用,细颗粒顺着水流渗透方向迁移。并且随着相对密实度增加,颗粒运移现象越来越不明显。(6)内部侵蚀作用主要是由于土体中细颗粒被水流侵蚀带走。通过进行加盐试验、有细粒试验和无细粒试验,并对其过程和结果进行分析和对比发现,加盐试验产生了强烈的内部侵蚀作用,产生了流态型滑动;有细粒试验仅有少量颗粒被侵蚀,微弱的内部侵蚀作用不足以诱发堆积体产生流滑破坏;无细粒试验过程中几乎没有内部侵蚀作用,坡体保持稳定。证实了内部侵蚀是诱发流态型滑坡的重要因素。(7)初步得出内部侵蚀诱发流态型滑坡机理:在地下水位上升条件下,水流渗入土体内部,渗透过程中坡体内部细颗粒被水流带走。随着细颗粒被侵蚀,内部孔隙增大,当颗粒间的咬合摩擦力小于剪切力时,土体会出现局部剪切破坏,导致局部孔隙坍塌,土体内部颗粒重组。随着内部细颗粒继续被侵蚀,该过程不断循环,最后发生大面积的孔隙坍塌,堵塞渗流通道,造成孔隙水压力激增,抗剪强度急剧下降,从而形成更大的流动性变形,坡体像流体一样整体滑动,发生流态型滑坡。
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