贵州省德江县香树坪滑坡形成机制研究

摘要

贵州省位于我国西南地区，地质灾害具有“点多面广、类型多样、突发性强、灾害损失大”的特点，其中以泥页岩、页岩为主的软岩层和以灰岩为主的硬岩层形成的软硬互层型结构边坡，是贵州地区较为常见的一种典型结构边坡。本论文依托科研项目“贵州省地质灾害监测预警与决策支持平台研究”，作者前后三次进行了香树坪滑坡的野外地质调查工作，在充分调查基本地质条件的基础上，运用定性分析方法、定量分析方法（包括数值模拟和物理模拟方法）对滑坡进行了研究工作，并对滑坡影响因素做了初步的敏感性分析，最后对滑坡体进行了稳定性分析与评价。主要工作及成果如下:
　　(1)对滑坡区的变形破坏现象进行了详细的记录、整理与分析，在此基础上，根据滑坡的变形破坏特征及堆积体特征，将研究区划分为1＃香树坪滑坡、2＃滑坡和3＃滑坡，其中1＃香树坪滑坡又划分为中后部整体滑移区(A)（或顺层滑移区）、中部相对完整区(B)（或阻滑区）和前中部堆积区(C)三个区。以香树坪滑坡的地质原型为基础，建立滑坡的“概念模型”。
　　(2)运用FLAC3D软件建立准三维计算模型，对香树坪滑坡进行了形成机制的数值模拟研究，首先模拟了初始应力场的分布特征，然后进行河谷高斜坡时效变形演化阶段与香树坪滑坡形成演化阶段的模拟，模拟结果反映了河谷形成过程中，斜坡卸荷回弹和蠕变，在坡体中下部形成时效变形体，逐步发育LC6＃拉陷槽和LC3＃拉陷槽，进而影响滑坡区坡体稳定。香树坪滑坡区也处于时效变形中，并由于软硬互层斜坡中下部LC6＃拉陷槽和LC3＃拉陷槽的相继拉开而最终引发。
　　(3)采用物理模拟方法中的底摩擦试验对香树坪滑坡的形成机制进一步做了研究，试验现象表明斜坡表面首先由软硬互层斜坡中下部拉陷槽位置处开始出现裂缝并逐渐拉开，逐步牵引上方对应拉陷槽位置处出现裂缝并逐渐扩展，最后引起香树坪滑坡后缘位置出现裂缝并表现出继续扩展的趋势。该试验再现了香树坪滑坡的变形破坏过程，并进行了形成机制分析。在物理模拟研究的基础上，对香树坪滑坡的主要影响因素软硬岩层相对厚度，进行了初步的敏感性分析，分析表明软硬岩层的相对厚度对于滑坡的整体稳定性和变形破坏过程具有较大的影响。
　　(4)对滑坡进行了稳定性计算，计算结果表明香树坪滑坡体在天然工况下，稳定性较好，处于稳定状态，在暴雨工况下，坡体饱水条件下稳定性系数有较大降低，滑坡体处于基本稳定状态或欠稳定状态，滑坡存在再次失稳的可能性，建议在滑坡区周边合理位置布置截排水沟，降低滑坡进一步变形破坏的风险。
　　(5)对滑坡的形成机制进行综合研究，香树坪滑坡为典型的以泥页岩、页岩为主的软岩层和以灰岩为主的硬岩层构成的软硬互层型边坡结构为地质基础的滑坡，其变形破坏的地质力学模式为牵引式的蠕滑-拉裂式滑坡。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 选题依据与研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 软硬互层型边坡典型案例

1．2．2 软硬互层型边坡地质特征及类型

1．2．3 边坡变形破坏机制研究方法

1．2．4 边坡稳定性分析方法研究现状

1．3 主要研究内容及技术路线

1．3．1 研究思路

1．3．2 主要研究内容

1．3．3 技术路线

第二章 香树坪滑坡工程地质环境条件

2．1 自然地理

2．1．1 地理位置

2．1．2 气象水文

2．2 区域地质条件

2．2．1 区域地形地貌

2．2．2 区域构造

2．2．3 新构造运动和地震

2．3 滑坡区工程地质条件

2．3．1 地形地貌

2．3．2 地层岩性

2．3．3 地质构造

2．3．4 水文地质条件

2．3．5 风化卸荷特征

第三章 香树坪滑坡变形破坏特征及形成机制定性分析

3．1 滑坡基本形态及规模

3．2 滑坡物质组成及地质原型特征分析

3．2．1 滑坡物质组成

3．2．2 滑坡地质原型特征分析

3．3 滑坡分区及变形破坏特征

3．3．1 研究区内拉陷槽发育特征

3．3．2 滑坡破坏特征

3．3．3 滑坡变形特征

3．4 滑坡形成机制分析

3．4．1 滑坡形成主要影响因素分析

3．4．2 滑坡形成机制定性分析

3．5 小结

第四章 香树坪滑坡形成机制数值模拟研究

4．1 FLAC3D软件介绍

4．2 FLAC3D准三维模型建立

4．2．1 模型范围

4．2．2 模型介质及参数

4．2．3 计算方案

4．2．4 边界条件

4．2．5 模型离散化

4．3 初始应力场模拟

4．4 河谷下切过程变形破坏分析

4．5 LC6#拉陷槽形成机制分析

4．6 LC3#拉陷槽形成机制分析

4．7 香树坪滑坡形成机制分析

4．8 小结

第五章 香树坪滑坡形成机制底摩擦试验研究

5．1 试验目的及原理

5．1．1 试验目的

5．1．2 试验原理

5．2 试验仪器、设备

5．3 试验方案

5．4 试验现象及结果分析

5．5 软硬岩层相对厚度敏感性分析

5．6 小结

第六章 香树坪滑坡稳定性分析

6．1 基本原理及评价标准

6．1．1 基本原理

6．1．2 评价标准

6．2 模型建立

6．3 结果分析

6．4 稳定性评价与建议

6．4．1 稳定性评价

6．4．2 建议

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果