基于蠕变的切脚型黄土滑坡形成机理研究——以泾河下游南岸黄土塬边滑坡为例

摘要

泾河南岸黄土台塬塬边黄土斜坡,由于特殊的地质条件环境背景,台塬塬边黄土滑坡发育,造成塬面退化,大量土壤流失,给生活在塬边的居民带来巨大的生命威胁和财产损失。通过对研究区范围内的滑坡进行实地调查,发现了一种切脚型黄土滑坡,该滑坡具有历时时间长、厚度较大、滑面深及圆弧滑动的特点,本文研究了基于蠕变的切脚型黄土滑坡的形成机理,并依据切脚手段将研究区切脚型黄土滑坡划分为泾河侧蚀型黄土滑坡和坡脚开挖型黄土滑坡。在此基础上,通过对研究区切脚型黄土滑坡的实地调查研究,对研究区黄土物理力学特性进行了室内试验研究,并利用FLAC3D数值软件对切脚型黄土滑坡的发生过程进行了数值模拟,总结了研究区黄土的一些物理力学特性及基于蠕变的切脚型黄土滑坡的形成机理,现分述如下:
　　(1)依据切脚手段,本文将切脚型黄土滑坡划分为两种类型,即泾河侧蚀型黄土滑坡和坡脚开挖型黄土滑坡,泾河侧蚀型黄土滑坡是泾河侧蚀坡脚引发的,坡脚开挖型黄土滑坡则是人类活动开挖坡脚引发的。
　　(2)由于特殊的地质环境背景,研究区黄土含水量随埋深逐渐增加。
　　(3)在常规三轴不排水剪切试验(CTC)中,含水量多少和围压大小决定黄土的破坏模式,低含水量、低围压条件下,黄土以拉裂破坏为主;中等含水量、中等围压条件下,黄土以剪切破坏为主;高含水量、高围压条件下,黄土以鼓胀破坏为主。
　　(4)减围压三轴剪切试验中,降低围压,偏应力相应增加,土体压缩变形。减围压速率对黄土强度具有影响,强度随剪切速率的增加而增加。
　　(5)三轴固结不排水蠕变试验中,相同含水量、相同围压条件下,土体的蠕变变形量随偏应力水平的增加而增加,土体达到破坏时的蠕变量也增大;相同含水量的黄土,随着围压的增加,土体的蠕变变形量减小;相同围压下,土体蠕变变形量随含水量的增加而增加。
　　(6)基于蠕变的切脚型黄土滑坡数值模拟结果得出,坡体被切脚后,相当于减围压的应力路径,坡体偏应力相对增加,坡体顶部出现拉张破坏,坡脚处塑性区较大,并向坡体内部发展,但并未形成贯通的破裂面,坡体依然处于稳定状态。当考虑黄土蠕变特性后,随着时间的推移,坡体变形不断积累,坡顶附近的张拉破裂面随着变形的发展向下延伸,坡体中部的剪切破裂面随着变形的发展向上延伸,最终和张拉破裂面交与某点,坡脚处土体侧向移动,最终形成了一个贯通的破裂面,坡体发生滑动。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1、前言

1.1研究意义

1.2国内外研究现状

1.3论文主要研究内容

1.4技术路线

2、地理及地质环境背景

2.1地理位置

2.2气象水文特征

2.3地形地貌

2.4地层岩性

2.5地下水条件

2.6新构造运动与地震

2.7人类工程活动

3、切脚型黄土滑坡类型及发育特征

3.1切脚型黄土滑坡的类型

3.2切脚型黄土滑坡发育特征

4、黄土物理力学特性试验研究

4.1黄土的物质组成

4.2黄土的物理性质

4.3黄土的单轴抗压强度

4.4常规三轴不排水剪切试验

4.5减围压三轴剪切试验

4.6黄土三轴固结不排水蠕变试验

5、基于蠕变的切脚型黄土滑坡数值模拟及形成机理研究

5.1FLAC3D概述

5.2模拟方案

5.3关于自定义蠕变模型的选取

5.4计算模型的建立

5.5计算参数

5.6数值模拟结果及分析

5.7基于蠕变的切脚型黄土滑坡形成机理研究

6、结论

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文

致谢