四川红层地区缓倾角滑坡成因机理研究

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红层是著名的易滑地层,红层滑坡广泛分布于四川、重庆、云南等地。四川红层缓倾角岩层地区普遍存在两类十分典型的滑坡,一类滑坡多发育于岩层缓倾的砂、泥岩互层中,岩层倾角处于10°~20°之间,我们把它定义为缓倾角深层岩质滑坡,另一类多发育于斜坡坡度缓倾的浅表覆盖层中,且大多数沿基覆界面滑动,我们把它定义为缓倾角浅表层土质滑坡。例如新近发生的2011年9.16特大暴雨,触发四川省巴中市南江县大规模群发性缓倾角滑坡灾害。就常理而言,这类地区难以产生滑坡,更何况大面积、大规模的群发性滑坡,可见其具有十分特殊的形成条件和成因机理。不少学者对四川红层地区平缓岩层滑坡的成因机理进行了一定程度的研究,但大多学者研究对象为近水平岩层滑坡(0°~10°)。尽管这两类滑坡在岩层倾角上相差无几,但在缓倾角红层地区发生的滑坡其地质环境特征、形成条件、成因机理上与近水平滑坡相比有所不同,因此有必要深入开展对缓倾角红层滑坡的成因机理研究。本文以强降雨触发川东地区平缓岩层群发性滑坡成因研究与监测预警示范为项目依托,以南江县强降雨触发的缓倾角滑坡为研究对象,以缓倾角滑坡所处地质环境条件及区内历史上数次强降雨诱发群发性滑坡事件为研究背景,对研究区内的“缓倾角深层岩质滑坡”和“缓倾角浅表层土质滑坡”分别做了深入系统的研究。对于缓倾角深层岩质滑坡,本文从南江县高桥乡窑厂坪滑坡、南江县将营村石板沟滑坡、南江县凤仪乡牛马场滑坡等多个缓倾角深层岩质滑坡典型实例入手,结合区内17处缓倾角深层岩质滑坡的发育特征及分布规律,对缓倾角深层岩质滑坡孕育的地质环境条件及变形破坏特征开展了深入系统的研究。在此基础上对降雨触发缓倾角深层岩质滑坡的成因机理进行了一定的分析讨论,结合红层软岩遇水劣化机理的室内试验及缓倾角顺层深层岩质滑坡变形破坏机制的离散元数值模拟,探讨了缓倾角深层岩质滑坡的成因机理。最后,以极限平衡分析方法为基础,提出了考虑潜在滑面受软化作用的浸润段长度和潜在滑面受软化作用时间这两种针对降雨触发缓倾角深层岩质滑坡的稳定性评价方法,并以将营村石板沟滑坡为算例进行了基于滑坡发生前后降雨过程的滑坡稳定性评价。对于缓倾角浅表层土质滑坡,本文以南江县赶场镇二潢坪滑坡、南江县下两镇七岭村滑坡等缓倾角浅表层土质滑坡典型实例入手,结合区内50处缓倾角土质滑坡的发育特征及分布规律,对缓倾角浅表层土质滑坡形成条件及变形破坏特征开展了一定程度的研究。在此基础上对降雨触发缓倾角浅表层土质滑坡的成因机理进行了分析讨论并采用Geo-studio数值模拟软件中的seep/w模块对降雨作用下不同厚度的缓倾角浅表层土质滑坡在不同降雨强度及不同降雨历时的渗流场的影响和变化进行了模拟,最后基于模拟的渗流场结果简要进行了降雨作用下缓倾角浅表层土质滑坡的稳定性评价。
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