白龙江流域甘肃舟武地区滑坡、泥石流灾害控制性岩石劣化过程与机理研究——以板岩为例

摘要

白龙江流域甘肃舟曲-武都地区是我国滑坡、泥石流灾害发育最为密集、活动最为频繁的区域之一，该区斜坡板岩在气候因素影响下的劣化进程是该地区滑坡、泥石流高度发育的主要原因之一。基于研究区工程地质岩组与地质灾害的相关性分析与多年气象数据的分析，选择研究区斜坡典型弱风化板岩为研究对象，总结出由降水、蒸发、地表温度等作用形成的饱水、冻融、干湿等劣化条件，并运用野外调查、取样、试验，室内不同循环次数饱水、冻融、干湿及冻融-干湿交替后板岩试样宏观形态观测，物理、力学、声波特性的测试等手段对板岩的劣化过程与劣化机理进行了系统的研究。
　　主要内容如下：
　　（1）研究区地质环境特征与灾害发育。在总结前人研究成果和大量的现场调研的基础上，对舟曲-武都地区滑坡、泥石流沟的地质环境进行了系统的分析，一方面，在对其工程地质环境条件展开全面研究的基础上，详细阐述地层岩性为该地区滑坡、泥石流发育密集、活动频繁的控制性因素的特征，并以该地区典型滑坡、泥石流沟为例，着重分析了滑坡、泥石流物源物质与板岩地层的关系；另一方面，在系统分析了舟曲-武都地区的气候特征的前提下，重点分析了引起板岩劣化的主要诱发因素——降水、温度的特征。表明研究区内板岩在饱水、冻融、干湿等环境下的劣化是区内滑坡、泥石流灾害发育的主要原因
　　（2）板岩在不同因素作用下劣化试验。在对舟曲-武都地区板岩地层与滑坡、泥石流的关系与引起板岩劣化的主要诱发因素的定性认识前提下，采用野外试验与室内试验相结合的试验手段，对板岩室内不同循环次数饱水、冻融、干湿后板岩试样宏观形态观测，物理、力学、声波特性的测试，系统分析了板岩在野外环境与室内饱水、冻融、干湿等作用下相关物理、力学性能指标的劣化规律。表明板岩宏观形态，物理、力学、声波等特性会随循环次数的增加产生明显的劣化，且劣化强度由大到小依次为干湿作用、交替作用，冻融作用及饱水作用。
　　（3）板岩劣化机理与过程研究。归纳和总结出饱水、冻融、干湿三种作用下板岩劣化机制与破坏模式，运用岩石学和热力学相关理论对三种作用下演化模式的机理进行了定性分析，结合现场、室内试验板岩宏观形态、相关物理、力学性能指标的定量分析，全面系统地分析了三种作用下板岩劣化过程和演化机理。认为黏土矿物在在不同作用下的变形是导致板岩劣化的主要原因，并结合对舟曲-武都地区典型滑坡、泥石流的地质环境特征的详细分析，系统阐述了滑坡滑面的产生与泥石流物源物质的形成与板岩劣化之间的关系。

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第一章 绪论

1.1 选题依据及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 技术路线与研究方法

1.4 研究的主要内容与工作量

第2章 白龙江流域舟曲武都环境与灾害发育特征

2.1 地质环境特征

2.2 气候环境特征

2.3 区内滑坡、泥石流灾害与板岩劣化相关性研究

2.4 劣化因素分析

第3章 不同因素作用下板岩劣化试验

3.1 试验原理及方法

3.2 采样

3.3 试验过程及方法

3.4 试验结果

3.5 小结

第4章 板岩劣化过程与分析

4.1 数学分析

4.2 不同作用下板岩劣化机理

4.3 板岩劣化与滑坡、泥石流灾害

4.4 小结

第5章 结论

5.1 主要结论

5.2 主要创新点

5.3 尚待进一步解决的问题

参考文献

致谢

附录A：攻读学位期间所发表论文及参与的项目