锁固型滑坡预判方法与失稳机制研究

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我国滑坡灾害频发,每年因此造成的损失惨重。以前的研究一般认为,滑动型斜坡稳定性受软弱结构面控制。而我们认为,本质上滑动型斜坡稳定性受软弱结构面或剪切带上锁固段(承受应力集中,提供关键承载作用的部位)的控制,本文称此类滑坡称为锁固型滑坡。如果锁固段不发生宏观破裂,则斜坡是稳定的,不会发生滑坡。进一步的研究表明,斜坡可能存在多锁固段。对于一个多锁固型斜坡,只要最后一个锁固段不发生宏观破裂,或许斜坡的变形很大,滑坡也不会发生。显然,只有揭示了各类多锁固型斜坡锁固段间应力集中、转移与累进性破裂次序等共性规律,才能可靠地评价该类斜坡稳定性。然而,前人尚未对锁固型滑坡的预判方法和上述共性规律进行系统研究。鉴于此,本文基于我国36处典型大型灾难性滑坡地质资料分析的基础上,采用物理模型试验与数值模拟相结合的技术路线,对上述问题开展了系统研究,取得了如下成果:  (1)基于我国36处典型大型灾难性滑坡地质资料分析的基础上,首次将锁固型滑坡分为五类:跨层斜切式、顺层直剪式、均质岩桥式、挡墙式和支撑拱式。  (2)从失稳类型、锁固段位置、地质环境及主要外部影响因素等方面归纳总结了五类锁固型滑坡的形成条件。  (3)提出了任一斜坡能否发展成为锁固型滑坡的预判方法。  (4)提出了锁固段位置、几何形态、界限及个数的识别界定方法。  (5)利用GeoStudio-SIGMA/W软件对跨层斜切、顺层直剪、均质岩桥和挡墙式四类锁固型滑坡进行了数值模拟研究,得出了各类锁固型滑坡锁固段应力集中、转移规律。  (6)同时,对上述四类锁固型滑坡临滑失稳过程进行了物理模型试验研究,与数值模拟结果相互验证并结合其得出的锁固段应力集中、转移规律,综合分析得出了各类锁固型滑坡锁固段累进性破裂次序规律。  (7)提出了考虑锁固段起关键承载作用和多锁固破裂次序的跨层斜切、顺层直剪、均质岩桥和挡墙式锁固型滑坡临滑滑动安全系数计算模型,并推导出了相应的计算公式。  (8)提出了锁固型滑坡防灾减灾的思路和方法。
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