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沐川县堆积层滑坡形成机制研究

张光鑫  
【摘要】:堆积层滑坡是指发生在第四系地层内松散堆积层中的滑坡,其滑体物质一般由崩积、崩坡积物、冲积与崩坡积混合物堆积而成,沐川县覆盖层主要以红层粉质粘土夹碎石构成,其结构松散、孔隙比较大、透水性强,极易在降雨、地震作用下出现破裂变形,降低坡体稳定性。本文在实地调查沐川全域131处滑坡基础之上,选出63处堆积层滑坡作为研究对象。通过对野外资料及其它相关资料收集、整理了各个堆积层滑坡要素总结了滑坡发育分布规律;采用Arcgis软件为滑坡分布规律的研究生成必需图件,并结合室内实验成果,探讨了降雨、地震对滑坡的作用过程,深入研究了区域堆积层滑破变形破坏机制;最后辅以Geo-studio对前期提出的破坏机制进行验证。本文取得的主要成果和创新如下:⑴研究的63处堆积层滑坡,最大特点是坡度主要集中在15°~25°,最大不超过30°,这与其它区域堆积层滑坡差别较大。此外采用最小外接矩形规则,利用各个滑坡长宽比将其平面形态分为横长式、等轴式、纵长式。通过XRD等实验得出其堆积层物质组成主要以蒙脱石类矿物为主、滑体存在三种结构组合。通过调查研究发现其滑动面形态、倾角及滑坡空间展布方向特征明显。⑵区域堆积层滑坡主要着床于构造侵蚀剥蚀低山及河流侵蚀沟谷地貌单元,并且主要受褶皱构造控制,集群性明显,主要分为五渡-利店族群、五指山-沐川族群。滑坡滑动具有明显的时间节点,由于区域地震作用显著,滑坡大都发生于2008年地震之后,并且主要分布在每年的7~8月的雨季时节。因此地震、降雨是该类滑坡失稳的最主要原因。此外堆积层滑坡在在区域三大流域均有分布,但主要分布在马边河流域。⑶降雨、地震的耦合作用能极大的诱发堆积层滑坡失稳。区域63处堆积层滑坡就有54处发育于年降雨量在1300mm~1400mm区域,并且调查结果显示在滑坡失稳前后均伴随有不同强度的降雨。在室内试验基础上,通过分析不同含水量剪应力-剪位移曲线、不同含水量内摩擦角变化曲线、不同含水量黏聚力变化曲线得到含水量改变的敏感性大小为黏聚力内摩擦角。⑷研究区堆积层滑坡成因主要为:地震作用、降雨作用、人类工程活动扰动作用,在此基础之上总结了显著影响堆积层滑坡形成演化进程的4种耦合模式:降雨-重力耦合模式、地震-降雨耦合模式、冲蚀-重力耦合模式、人工扰动-降雨耦合模式。⑸根据堆积层滑坡滑面倾缓情况、滑体物质组成、变形破坏模式对研究区63处堆积层滑坡对号归纳,进行分类得到3大类,7小类,涵盖7种变形破坏模式,分别为:冲蚀-滑移、震动-蠕变、震裂-滑移、塑流-溜滑、蠕变-推移、蠕变-牵引、蠕变-滑移。文章详细阐述了上述7种模式的形成演化过程。⑹利用Geo-studio数值模拟软件对震动-蠕变模式进行模拟,采用QUAKE、SIGMA分析地震作用下堆积层动力响应和裂缝形成,SEEP进行不同降雨雨强和历时作用下的地下位变化。


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