高烈度地震区黄土滑坡稳定性与防治技术研究

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我国的西北黄土地区具有非常特殊的地质构造背景,该区黄土滑坡灾害频发,且大部分处于高烈度地震区。本文以甘肃中南部地区为研究区,研究该区黄土滑坡所处的地质环境和特征,通过大量的地质调查、室内试验、理论计算和数值模拟等方法,对研究区黄土滑坡的特征、地震稳定性和防治技术进行了系统的研究,取得了以下研究成果:1、对研究区典型黄土滑坡的特征和形成机制进行了研究,结果表明,三家地滑坡为巨型黄土-泥岩老滑坡,坡体不良的地质结构和陈李沟泥石流对滑坡前缘的长期侵蚀是老滑坡形成的主要因素,“5.12”汶川地震诱发了滑坡前缘大规模复活滑动而后缘由于受前部滑动牵引而产生贯通裂缝,为牵引式滑坡。2、针对典型黄土滑坡滑带土的静、动力性质进行了直剪试验、静三轴和动三轴试验,结果表明,九州和三家地滑坡滑带土粘聚力与内摩擦角的峰值和残余值均随含水量的增大而减小;滑带土动弹性模量随动应变的增大而减小,阻尼比随动应变增大而缓慢增大,在很小范围内波动,动粘聚力和动内摩擦角随含水量的增大而减小。3、考虑5类16项影响因素指标,建立了地震作用下黄土滑坡稳定性模糊综合评价模型,基于岩土力学参数和地震加速度的随机性和模糊性,提出了地震作用下黄土滑坡稳定性的可靠度与模糊随机可靠度计算方法,将建立的模型应用到汶川震区三家地滑坡的地震稳定性分析中,并利用拟静力法对地震工况下滑坡的稳定系数进行了计算。这几种评价方法的结果均表明地震作用下三家地滑坡处于欠稳定状态。4、利用FLAC3D软件动力分析模块对三家地滑坡在地震作用前后的稳定性进行了数值模拟分析,结果表明,地震前三家地滑坡处于稳定状态,地震作用下滑坡整体上处于欠稳定状态,滑坡体前部位移和剪应变增量明显增大。5、利用正交试验法和改进的灰色关联法,分析了三家地滑坡稳定性主要影响因素的敏感性,结果表明,地震作用是仅次于滑带土内摩擦角的影响因素,随着地震烈度的增大,滑坡稳定系数的减小趋势增大。6、对黄土滑坡的主要防治措施进行了分析,研究了影响黄土滑坡综合治理方案决策的主要因素指标,提出了黄土滑坡治理方案评价指标的优化赋权计算方法,并建立了黄土滑坡治理方案优选模型。确定了三家地滑坡的最优治理方案为:前缘回填反压工程+沟道泥石流治理工程+排水工程。
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