延安地区废弃窑洞诱发黄土滑坡的破坏机理分析

摘要

近年来，我国北方黄土地区人工开挖引发的滑坡、崩塌灾害频发，学者们对此进行了深入研究并取得了丰硕成果，这些成果主要关注人工开挖引发的黄土滑塌，针对废弃窑洞诱发黄土滑坡的研究却寥寥无几，因此本文的研究目的旨在揭开此类滑坡的破坏机理，为当地建设提供参考依据。以延安市富县三亩台滑坡为例，依据现场测量资料复原滑前边坡地质模型，取各土层原状样获取物理力学参数，进而利用Midas-GTS软件在分析硐室方面的优势，分复原边坡、窑洞开挖和窑洞废弃3个施工步进行三维数值模拟，分析滑面上偏应力q和抗剪强度qf的变化规律，最终揭示废弃窑洞引发黄土滑坡的破坏机理。CU试验结果显示，Q3天然黄土的应力—应变曲线具有从软化型渐变到硬化型的特征；Q2天然黄土均为应变软化型，含水量增大时，Q2黄土亦出现应变硬化的特点。有限元结果表明，窑洞开挖后坡脚应力会产生较大的波动但对边坡整体应力场的影响很小；窑洞废弃后洞内水气流通不畅，致使坡脚隔水层顶面土体含水量逐渐增加，强度降低，导致边坡失稳破坏。