强震下文家沟高速远程滑坡的启动机制与运动特征研究

摘要

2008年汶川发生了里氏8.0级特大地震，强震诱发了数百处巨型滑坡灾害，并造成了重大的人员和财产损失。这些巨型地震滑坡表现出与降雨诱发的滑坡完全不同的动力学特征，往往具有高速、远程以及强烈的流体化运动等特点。因此，研究地震作用下岩坡的动力响应、高速远程滑坡的运动特征及机制兼具重要的理论与工程应用价值。
　　本文以汶川地震诱发的文家沟高速远程滑坡作为典型案例，首先从文家沟滑坡工程地质条件入手分析其启动机制，并分别基于 Newmark滑块分析法和PFC2D颗粒流方法分析了法向地震波对滑坡启动的影响，然后应用 PFC2D模拟了文家沟高速远程滑坡的运动全过程，并对高速远程滑坡的运动特征、高速远程运动机理等相关问题进行了分析。通过上述研究，论文主要得到以下几点结论：
　　（1）地震垂向加速度对边坡法向加速度影响很大，在对边坡动力稳定性分析时需要考虑其影响。基于Newmark滑动体位移分析法，当考虑斜坡法向地震加速度时，下滑的加速度、速度及位移均明显偏大。利用Newmark滑动体位移法对边坡动力稳定性进行分析时考虑竖向加速度的影响是必要的，特别是在具有很大垂向加速度的地震活动中。
　　（2）文家沟高速远程滑坡运动堆积过程可划分为震裂、惯性抛射、碎屑流以及堆积四个阶段。并且通过监测点速度、位移发现，滑体中处于前上缘部分速度较大，更有可能远距离运动。
　　（3）文家沟滑体启动后与沟底发生的碰撞是导致滑坡体破碎解体的主要原因。
　　（4）从运动学角度来看，滑床表面的摩擦系数对位移以及块体堆积形态的影响要远大于粘结强度的影响。
　　（5）摩擦是文家沟滑坡高速远程运动的中能量耗散的主要方式。
　　（6）滑坡体的高势能是文家沟滑坡高速远程运动的前提，而较低的摩擦系数、滑坡体的运动方式以及地形条件等都会影响能量的转化以及该滑坡可否实现高速远程。

目录

声明

1 绪论

1.1 选题背景和研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容与思路

2 滑坡区自然地质环境条件

2.1 滑坡区自然地理条件

2.2 滑坡区地质环境条件

3 文家沟滑坡基本特征

3.1 滑坡整体规模及分区

3.2 滑坡各区特征

4 文家沟滑坡启动机制

4.1 文家沟滑坡启动影响因素分析

4.2 文家沟滑坡破坏过程

4.3 文家沟滑坡面法向加速度对滑坡启动的影响

5 滑坡运动过程颗粒流数值模拟

5.1 颗粒流数值模型的建立

5.2 数值模拟结果与分析

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间主要成果