震后易溃滑型震裂斜坡灾变机理及灾后运动特征研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
41172278
项目类别：
面上项目
资助金额：
70.0万
负责人：
冯文凯
依托单位：
成都理工大学
学科分类：
D0705.工程地质环境与灾害
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
刘汉超；韩爱果；廖军；郑光；寇佳伟；刘金涛；杨帆；郭振；邵继；
关键词：
离散元数值分析溃滑灾变机理易溃滑震裂斜坡大型离心机模拟溃滑运动特征

项目摘要

震裂斜坡是地震力和重力场复合作用形成的一类地质灾害，与重力场形成的滑坡或变形斜坡存在明显不同，本身具有典型性。而据汶川地震后至今的跟踪调查，不少震裂斜坡接连产生溃滑灾变破坏，且仍有大量斜坡在持续变形，危害严重。因此，亟待对其灾变机理及危害性评价方面开展深入研究。本研究首先以震区已发生和目前查明仍在变形的易溃滑震裂斜坡为依托点，重点着眼于其典型变形特征和独特形成演化过程，系统归纳其基本类型和典型特点。在此基础上，选择不同类型易溃滑震裂斜坡典型实例，采用地质过程机制分析及大型离心机模拟和离散元数值分析相结合的研究方法，对其溃滑灾变演化过程进行研究，系统分析其溃滑灾变影响因素、形成机理及变形破坏机制模式。最后，通过溃滑后的运动过程、坡体特征和工程特性等研究，采用反向演绎计算分析，确定合理的溃滑运动特征参数及预测分析方法，并进行实例跟踪和验证分析。研究成果可为震后灾区重建和防灾减灾提供技术支撑。

结项摘要

震裂斜坡是在地震中形成的一类裂而未滑、分布广泛的潜在地震地质灾害，在后期降雨等因素影响下，不少震裂斜坡演化为滑坡，造成了重大人员伤亡和财产损失。因此，亟待对其灾变机理及危害性评价方法开展深入研究。.本研究结合汶川地震、攀枝花地震、云南彝良地震、雅安芦山地震等震区十余个典型震裂斜坡跟踪调查研究，对可能发生滑动破坏的震裂斜坡类型、特点、形成条件和成因机制进行了归纳总结，对滑坡滑动破坏后的运动危害性快速计算方法进行了研究，并结合实例进行了验证分析。获得的主要成果如下：.（1）易发生滑动破坏的震裂斜坡主要有三种类型，即顺层倾外型、反倾坡内型、松散堆积层型，且从形成条件来看，顺层倾外型主要以中缓倾岩层且有软弱夹层形成的斜坡较为常见；反倾坡内型以中陡倾岩层斜坡居多、且岩层薄层状或具有软弱下伏地层（软弱基座型）；而松散堆积层型往往是稍密-中密、粘粒含量少、具有一定透水性。.（2）易转化为滑坡的岩质震裂斜坡，其变形破坏机制以推移式为主，其中，顺层边坡滑动仍受软弱结构面控制，表现为滑移-拉裂型；反倾边坡则受潜在滑动面上的锁固段控制，表现为弯曲-拉裂或塑流-拉裂型，甚至向蠕滑-拉裂转化；而土质震裂斜坡主要表现为蠕滑-拉裂型。.（3）震裂斜坡转化为滑坡后，其启动速度和滑动距离一般大于类似条件下重力场形成的滑坡，这与震裂斜坡的岩土体结构、潜在滑动面倾角、降雨和风化作用的深度和影响范围等均具有密切联系。.（4）建立了基于能量守恒和运动学基本原理和滑坡失稳后的地形条件特点的滑动距离简化运动学公式，并结合收集的65例已发生典型灾难性滑坡基本资料，采用MATLAB曲线拟合功能，给出了其修正方程。同时，还提出了考虑滑移体在滑源区有残留和滑动过程中碰撞转弯对运动速度和距离的修正方法。.（5）采用离心机模型试验、离散元数值模拟分析和修正的滑距预测计算方法，对云南彝良麻窝后山震裂斜坡演化趋势和危害性进行了研究。结果显示，其变形破坏模式为软弱基座型蠕滑-拉裂破坏，破坏体滑动最远距离为82m，与滑距公式预测结果77.87m基本一致。同时，结合三溪村震裂型滑坡研究，考虑滑坡运动中碰撞转弯、滑源区具残留体的情况，对其危害性进行了理论预测和实际对比，总体误差为0.69％，充分验证了修正的滑距预测公式的合理性。.研究成果对地震灾区工程建设和防灾减灾提供了关键技术支撑，对滑坡危害性预测评价方法研究也具有重要的推动作用。