基于CDEM的洒勒山高速远程滑坡过程模拟

摘要

利用 CDEM 力学计算软件中的颗粒流离散元计算程序，结合野外踏勘与室内试验得到的数据，对洒勒山高速远程滑坡过程进行模拟，研究了由蠕变导致下方滑体失稳滑动后在上方滑体下部形成临空面，致使上部滑体锁固段应力高度集中而被剪断带动上部滑体整体滑动的分段式高速远程滑坡滑动的整体过程，模拟后的得到的滑坡物堆积形态与实际情况基本吻合。同时将高速远程滑坡的控制因素为滑面控制因素与滑体控制因素，并基于 CDEM的二维与三维颗粒流程序分别探讨了滑面角度、V型滑道壁夹角、滑体方量、滑体粒径、滑体内摩擦角与粘聚力对于滑体运动能力与堆积特征的影响。主要的工作内容与研究成果如下： (1) 研究发现滑道形态对滑体的运动特征有较大影响，在二维模拟中随着滑道与地面夹角的增大，滑体的质心运动距离变化不大，而最远运动距离显著下降，滑体的最大运动速度随着滑道与地面夹角的增大而上升。三维模拟中滑体各项运动参数变化规律与二维相似，但是其最大运动速度、质心运动距离与最远运动距离均大于二维模拟。滑道两壁夹角度数的上升也不利于滑坡的高速远程运动。 (2) 滑体特性对滑体的运动特征也有较大影响。滑体方量越大，越有利于高速远程运动；构成滑体的粒径越小，越不利于高速远程运动；内摩擦角与粘聚力的上升也不利于滑体的高速远程运动，但对于滑体的影响程度远小于前两者。 (3) 基于CDEM软件对洒勒山滑坡过程进行了模拟，模拟结果表明：上部滑体运动最大速度较大，最大速度可达35m/s，下部滑体运动距离较远，达854m；整个滑动过程可以分为 5 个阶段，即：下部启动→下部加速剧滑-上部启动→下部匀速滑移-上部剧滑→上部撞击减速-下部再加速→总体减速自稳阶段。 (4) 模拟滑动过程中，滑体在撞击面附近与下部滑体前段均存在颗粒抛射现象，部分属于上部滑体的泥岩等物质被抛射至堆积物前端，下部滑体在撞击后的滑动呈现了显著的流体特征。滑体静止后堆积物形态与实地调查结果吻合很好。 (5) 分析了洒勒山滑坡可以高速远程运动的控制因素，发现洒勒山滑体是在黄土高速剪切液化与滑体碰撞间能量传递的共同作用下发生了高速远程滑动。

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