碎石土滑坡变形解体破坏机理及稳定性研究

【摘要】：为了总结碎石土滑坡的一般发育规律,分析碎石土滑坡的稳定性,揭示碎石土滑坡变形解体破坏的机理、碎石土古滑坡复活破坏的主要机理和它们的主要诱发因素,通过资料搜集整理和分析、现场工程地质调查与勘探、现场测试与监测和室内外的物理力学试验,采用数理统计分析法、不平衡推力法、大变形弹塑性有限元算法、弹塑性有限元接触算法,运用非线性科学的尖点突变理论和碎石土边坡地下水管网状排泄系统的理论,系统研究了碎石土滑坡的发育规律,分析了滑坡体位移与降雨量以及滑坡稳定性系数与滑体饱水面积比、滑面岩土体抗剪强度参数之间的相关关系,建立了碎石土滑坡位移与降雨量的通用统计模型和强降雨作用下浅层滑坡的尖点突变模型,分析了降雨对碎石土滑坡稳定性的影响,揭示了碎石土滑坡变形解体破坏的机理以及碎石土古滑坡复活破坏的主要机理和主要诱发因素,并提出了碎石土滑坡稳定性分析的新方法。研究取得以下一些主要成果和认识。 碎石土自然边坡地下水排泄的管网系统发育,地下水的渗流具有很大的不均匀性和集中渗流的特性;碎石土滑坡的变形破坏是一个缓慢的发展过程;降雨,特别是强降雨,是碎石土滑坡的主要触发因素。 分别对典型浅层和中层松散土质滑坡坡体位移、降雨量进行指数模型和幂函数模型的非线性回归分析和比较,得出浅层和中层松散土质滑坡坡体位移与降雨量相关关系一般服从幂函数分布的规律,为降雨条件下浅中层碎石土滑坡的变形解体破坏机理及稳定性研究和预测预报提供科学的依据。滑坡稳定性系数与滑体饱水面积比的关系服从线性分布,滑坡稳定性系数随滑体的饱水面积比增大而减小。影响碎石土滑坡稳定性主要因素的敏感性分析结果表明,按因素敏感度从大到小排列,依次为滑面岩土体内摩擦角、地形坡度、滑体饱水面积比和滑面岩土体的内聚力。 提出采用不分离接触弹塑性有限元强度折减法分析顺层滑坡的稳定性和计算滑坡稳定性系数的新方法,结合工程实例表明采用该方法分析顺层滑坡的稳定性可以更加逼真地反映滑坡变形、解体和破坏的实际情况。 采用大变形弹塑性有限元极限塑性应变分析法确定碎石土滑坡的滑动面,并根据极限状态下塑性应变值的大小确定滑面不同抗剪强度取值段,提出全面考虑滑面上岩土体抗剪强度不同发挥程度的不平衡推力法,并通过实例分析表明该方法能更加精确地计算碎石土滑坡的稳定性系数和分析滑坡的稳定性,更加真实地