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5·12汶川大地震期间,绵竹市清平乡文家沟发生了大型高速滑坡。本文在系统分析文家沟滑坡区的地质条件和滑体运动特征的基础上,提出了文家沟滑坡是受地震力和滑坡地面震动力共同作用的失稳启动模式,并将滑坡全程运动划分为启程震动抛射、飞行铲刮、撞击转向堆积和停积4个阶段。分析和计算表明:文家沟滑坡体在失稳启程阶段所受的地震力和滑坡地面震动力的合力方向大致为285°,这与滑体启程抛射的运动方向基本一致;同时,计算得出滑坡体在4个阶段的运动速度分别为115.64 m·s-1、69.38 m·s-1、41.6 m·s-1和20.8 m·s-1,对应的运动时间为11.8 s、8.6 s、24.0 s、48.1 s。据此得出,文家沟滑坡全程运动的持续时间约为92.5 s,这与当地幸存者估计的1分多钟的运动时间比较接近。研究表明,文家沟滑坡的启程抛射和高速飞行的运动特征,可以将滑体的高位势能充分转化成动能,是促使滑体高速运动的关键。 相似文献
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高速远程滑坡-碎屑流具有速度快、滑程远、冲击破坏力强等特点,是一种危害性极大的地质灾害,往往会造成严重的生命财产损失。汶川地震后,国内学者对高速远程滑坡-碎屑流的研究取得了大量前瞻性成果,但由于此类滑坡自身的复杂性,目前为止尚未取得公认的研究成果。为了进一步揭示高速远程-碎屑流效应机理,本文以汶川地震触发的青川东河口滑坡-碎屑流为例,通过滑坡动力分析软件DAN-W分别建立了摩擦模型、Voellmy模型和F-V等3种不同的滑坡数值模型,对东河口滑坡-碎屑流的运动距离、不同时刻运动速度特性、堆积物分布规律及滑坡堆积体积进行了模拟,同时对滑坡运动时间进行了估算。模拟结果表明:根据高速远程滑坡-碎屑流不同运动阶段选择不同的流变模型分析的结果更加合理。摩擦流变模型对运动距离的模拟结果小于滑坡的实际滑程,适于模拟滑体整体性好的启程和近程运动阶段; Voellmy 流变模型对滑体的运动距离模拟效果很好,但对速度的分析结果偏大,适合模拟滑坡远程碎屑流运动阶段; F-V双流变模型对滑坡运动特性模拟效果最佳,并给出了选取东河口滑坡-碎屑流数值模型的最佳流变参数,摩擦角φ=18°,摩擦系数μ=0.1,湍流系数ξ=400m·s-2。 相似文献
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高速流动性滑坡运动距离远,破坏性强。这类滑坡在运动过程中常裹挟大量的松散物质,导致滑坡的体积和致灾范围增大,该现象被称为基底侵蚀效应。以往的研究指出基底侵蚀效应对这类滑坡的运动性有显著的影响,但却很少有研究考虑其对滑体性质的影响,以及如何对其进行量化。因此,本文基于动量守恒原理建立了考虑基底侵蚀效应的滑坡运动模型,利用有限差分法求解,并依据滑坡的侵蚀深度来计算侵蚀导致的滑坡性质变化。利用改进的模型对陕西泾河南岸的西庙店滑坡进行模拟分析。结果表明,滑坡运动可分为启动加速阶段（0~5 s）和运动减速阶段（5~14 s）。在启动加速阶段,基底侵蚀程度低,对滑体运动的影响较弱。而在运动减速阶段,基底侵蚀效应降低了滑带土强度,对该滑坡的运动产生了明显的促进作用,致使其发生远程运动。此外,对比考虑和不考虑基底侵蚀两种工况的模拟结果还发现,考虑这种影响时,模拟所得的运动范围及地形与实测吻合良好,而未考虑时模拟所得运动范围明显偏小。因此,本文的模型可对这类滑坡的运动过程进行更为有效的模拟。 相似文献
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高速远程滑坡飞行数值分析 总被引：3，自引：1，他引：2
许多大型高速远程滑坡在近程活动阶段呈现凌空飞行运动,其飞行过程必须考虑空气动力学效应和地面效应,但是直接求解高速滑体凌空飞行运动的偏微分方程是困难的。因此,以往的研究只给出了定性分析或粗略的计算结果。本文将以头寨沟滑坡为例,使用数值模拟方法研究高速滑体凌空飞行的运动规律。结果表明,高速滑体凌空飞行时空气动力效应更多地表现为对滑体的抬升作用;高速滑体因空气动力效应的影响而产生不断增大的水平推力和竖向抬升力,使得水平加速度不断增大,竖向加速度不断减小,导致滑体的水平速度不断增大,而竖向速度则趋于稳定值,当水平速度远超过竖向速度时,滑体的飞行姿态将接近于平行于地面。因此,与不考虑空气动力学效应的情况相比,高速滑体凌空飞行时间更长,飞行距离更远,更加符合滑坡的实际情况。 相似文献
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2017年6月24日,四川省茂县新磨村发生的大型高速远程岩质滑坡,在约2 min的时间内,水平运动距离超过了2500 m。为了研究滑坡的高速启动机理,通过详细的现场地质调查,将滑坡的全程运动过程划分为高速启程、抛射“飞行”、高速铲刮和减速堆积4个阶段。基于物理模型试验,研究了新磨村滑坡的破坏失稳模式。试验过程中,监测得到的加速度数据显示,在锁固段岩体破裂瞬间,滑坡体受到了指向临空面方向的震动力,并由此产生了高达0.94g的瞬时加速度。模型试验结果表明,处于滑源区的锁固岩体,在破裂瞬间的弹性应变能释放,产生了强烈的震动效应,直接作用于滑坡体的瞬时震动力对滑坡的高速启程起到重要作用。计算表明,受到强烈震动的滑坡体,将以0.98g的瞬时加速度沿与水平面成15.5°的抛射角加速启程。采用Rockfall数值计算方法,模拟分析了滑坡体在不同启程速度下(0, 10,20, 30, 40和50 m·s-1)的高速运动特征,结果表明,当滑体的初始速度达到30 m·s-1时,剧动失稳的滑体可以直接撞击到地面的铲刮区,由此估算出新磨村滑坡的主滑时间约为60 s,... 相似文献
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汶川八级地震滑坡高速远程特征分析 总被引：21，自引：3，他引：18
汶川地震触发的高速远程滑坡主要沿龙门山主中央断裂带汶川映秀安县高川北川县城平武南坝青川一线地震破裂带展布。由于获得了1.5g以上的抛掷加速度,具有明显的气垫效应,估计最大滑动速度一般大于70ms-1,滑动距离一般为滑体启动时长度的数倍甚至10多倍,堆积成坝形成多处堰塞湖,最大滑行距离达3.2km。本文重点解剖了位于地震破裂带南西段(初始震中)的汶川映秀牛圈沟滑坡碎屑流、位于地震破裂带中段的北川城西滑坡和位于地震破裂带北东段青川东河口滑坡碎屑流3个典型实例,认为具有如下特征:(1）岩性条件:母岩遭受长期构造动力作用,呈碎裂岩体,后期被强烈风化,岩体极为破碎;(2）抛掷效应:位于汶川地震主断裂带或附近,垂直加速度大于水平加速度,强地面运动持时长,岩体发生振胀和抛掷;(3）碰撞效应:上部滑坡体发生高位剪出和高位撞击,致使岩体碎屑化;(4）铲刮效应:撞击作用导致下部山体被铲刮,形成次级滑坡,为碎屑流体提供了足够展翼和抛洒物源体积;(5）气垫效应:碎屑化岩体快速抛掷导致下部沟谷空气迅速谷状圈闭和向下紊流,形成气垫效应,或者,在下部地形开阔地带压缩空气呈层流状态致使滑体凌空飞行。 相似文献
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川南红层区褶皱强烈、岩性复杂、断裂发育,加之地形条件差,在雨季极易形成滑坡灾害。本文以川南红层区的黄子树滑坡为例,通过工程地质测绘和钻孔勘探,对滑坡发育特征和形成机制进行了研究,并在此基础上,运用二维离散元模拟技术对滑坡进行数值模拟,还原整个灾变过程,得出了滑体不同部位的位移时程曲线和速度时程曲线,取得如下认识:滑坡是特殊岩性组合与降雨或地震共同作用形成,整个形成演化过程可以分为前缘蠕滑阶段、整体滑移阶段和碰撞堆积阶段,滑体最大滑移量达105 m,前缘滑体速度远大于后缘,最大速度达6.5 m/s,滑坡具有剧动启程效应和滞后效应,滑体速度在达到峰值后呈波浪式逐级减缓。 相似文献
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强震作用下顺层岩质斜坡动力失稳机制及启动速度研究 总被引：1，自引：0，他引：1
岩质斜坡地震稳定性评价和地震滑坡启动速度计算是边坡地震失稳防治中的难点。结合5•12四川汶川地震诱发的大型高速滑坡,重点以唐家山高速滑坡为例,提出强震作用下中陡倾顺层岩质斜坡动力失稳机制为拉裂－楔劈－滑移－剪断,并着重阐述了拉裂面形成机制、“楔劈”岩块的杠杆作用和碎屑岩块的滚动摩擦效应。对应于该失稳模式,采用弹性力学理论,推导出地震作用下顺层岩体斜坡锁固段的破坏判据和突发剪断时锁固段岩体的形变能公式。考虑锁固段岩体形变能释放的优势方向,运用能量转化原理,给出了更为合理和精确的顺层岩质滑坡突发启动速度公式,进而确定滑坡启程速度。其研究结果为滑坡灾害范围和冲击损害程度提供有效定量计算方法。 相似文献
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通过分析裂口山滑坡的GPS专业监测位移资料,初步判定其变形与降雨入渗存在一定联系,采用离散元程序3DEC 5.0模拟降雨条件下后缘裂缝充水对滑坡变形、应力状态及稳定性的影响。结果表明:裂口山滑坡后缘裂缝充水产生的滑体变形主要表现为局部变形,滑体底部水平位移明显大于顶部,且后缘裂缝内水头越高,滑体综合水平位移越大;水头H在25 m附近变化时,对滑体综合水平位移影响最为敏感。裂口山滑坡后缘裂缝内的静水压力所产生的推力不足以使该滑坡启动,后缘裂缝充水前后,底部滑面各点的有效正应力下降幅度较大,即滑面抗剪强度大幅降低,但对其稳定性影响不大。裂缝充水前后,并随着水头高度的增加,稳定系数变幅不大,滑体仍能保持稳定状态。 相似文献
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高速岩质滑坡启动弹冲加速机制及弹冲速度计算——以武隆县鸡尾山滑坡为例 总被引：1，自引：0，他引：1
高速岩质滑坡启动弹冲加速机制是开展高速岩质滑坡全过程动力学研究的基础。系统阐述了高速岩质滑坡启动弹冲加速机制,着重分析了岩质滑坡启程中的滑带释能和锁固体释能加速效应。基于岩石循环加、卸载试验,探讨了岩石弹性应变能释放规律,并将得到的规律用于确定滑带可释放弹性应变能。鉴于目前确定滑坡启动弹冲速度所存在的诸多问题,重新推导了滑坡启动弹冲速度计算公式,并对鸡尾山滑坡启动弹冲规律进行了研究。研究表明,鸡尾山滑坡启动弹冲速度为1.261 1 m/s,滑体初始动能主要源于滑带弹性应变能的释放。最后通过一个滑坡概化模型计算得到了岩质滑坡启动弹冲的极限速度范围为2.64.4 m/s。 相似文献
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《四川地质学报》2022,(Z1)
2020年8月16日,四川眉山天府新区发生强降雨过程,高家镇鹰头村8组熊家湾发生缓倾顺层岩质滑坡,方量约42万m3,基于调查访问、现场勘探和无人机航飞摄影,对滑坡的形貌及变形特征、岩土结构、运动过程进行了勘查,对滑坡的变形过程、形成机理进行了分析。研究表明:斜坡岩土结构及地形地貌为滑坡提供了基础条件,强降雨为滑坡启动提供了诱发条件;斜坡在重力及水压力作用下沿层面发生推移式缓慢启动-剧烈滑动-匀速滑移-减速滑动-停止滑动的过程,变形过程伴随应力的聚集到释放,滑体的破碎导致水压力释放对滑坡破坏的最终停止起到控制作用。该滑坡运动和破坏模式较为典型,研究成果对其他类似顺层岩质斜坡失稳机理研究具有借鉴意义。 相似文献
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为了了解青藏高原察达高速远程滑坡的运动过程与形成机理,运用遥感测绘、无人机地形测绘和现场勘查资料对滑坡进行分区,对滑坡形成机理进行研究,并利用PFC2D数值模拟对地震工况下滑坡运动过程进行模拟.将察达高速远程滑坡分为源区,流通区和堆积区;数值模拟结果得到滑坡平均运动速度为15~20 m/s,运动时间150 s,最大运动距离为2 800 m.察达滑坡为地震条件下诱发的高速远程滑坡,源区砾岩对上部堆积体后缘铲刮推移,使得上部堆积体产生整体变形,其运动过程可分为崩滑→铲刮→滑移→堆积4个阶段. 相似文献
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5 12 汶川地震诱发了数以万计的滑坡,其中有一类地震高位滑坡呈现出不同于典型滑坡破坏运动模式,都江堰市虹口乡庙坝滑坡就是其中的典型代表。庙坝滑坡位于龙门山中央断裂带中段,滑坡方量约113104m3。作者通过对庙坝滑坡详细深入调查和综合分析,力求揭示该滑坡的特征及形成机制,并且对该滑坡进行了详细分区。根据该滑坡的分区及动力特征,作者认为其形成过程可概括为:孕育-启动加速-高速运动-停积堆积。在孕育阶段,作者把强震对斜坡岩体产生的加速度耦合坡体结构解释了其高速剪出的原因,其成因模式类似于拉裂-散体滑移拉裂-顺层滑移的空间组合; 在启动高度运动阶段,作者耦合该滑坡地形地貌,对抛射体进行了运动程式分析,该滑坡平均运动速度为20.1m s-1,整个形成过程仅用了32s; 在停积堆积阶段,作者耦合坡体植被及微地貌解释了上部堆积区(Ⅲ1)形成的特殊性。基于以上滑坡形成机制的分析,作者得出地球内外动力的耦合作用正是该地震高位滑坡形成的原因。 相似文献
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2021年10月3日甘肃灵台南店子发生大型推移式黄土—泥岩接触面滑坡，因成功预警而未造成人员伤亡。为探明南店子滑坡发生机理，对滑体地形地貌、地层岩性、水文地质条件以及人类工程活动等进行了基础调查，根据滑坡裂缝发育特征和差异，将该滑坡体分为5个滑块，并对每个滑体特征进行深入研究，定性定量分析了不同滑坡部位的具体滑动情况，并为滑坡分级分块的客观合理性和滑坡机理分析进一步提供证据。最终分析得出滑坡灾害的发生主要是：（1）斜坡中下部和坡脚抗滑段不合理的大规模挖坡取土等人为活动使斜坡变陡、抗滑力减小；（2）坡面洼坑，导致排水不畅，长期大量入渗软化了岩层接触面，降低了斜坡的稳定性；（3）长时间的强降雨。研究成果对于相似区域监测预警、风险评价和工程治理工作具有很好的借鉴意义。 相似文献
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在对金江巨型滑坡的工程环境条件及现今坡体物质组成、自身结构及变形破坏特征等方面调查研究的基础上,宏观判断滑坡为整体式滑移-弯曲破坏模式。为直观反映滑坡变形破坏的过程,根据对滑坡区基岩结构特征的分析,采用离散元软件2D_Block对滑坡成因机制进行模拟。根据滑坡普遍发育的地形地貌特征,恢复滑坡区原始斜坡地形,根据岩体结构划分模型计算单元,将地震效应考虑进2D_Block模型参数中。通过计算,展现了滑坡的发展演化过程,并将其分为三个阶段,即轻微隆起阶段、强烈隆起阶段、滑面贯通剪出阶段。 相似文献
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2017年四川省茂县新磨村滑坡的启动具有明显的“锁固段”效应。在现场调查基础上,采用高强度脆性材料制作斜坡模型,开展物理模拟试验,重现滑坡变形破坏过程,分析新磨村后山高位顺层滑坡在反倾节理和潜在滑移破裂面控制下的启动机制,结合“锁固段”岩体变形破坏特征、变形监测数据和声发射信号,研究滑坡临滑前兆。试验发现：受上部滑体推挤,滑源区前部“锁固段”岩体沿反倾节理鼓胀剪出,在坡表形成鼓胀裂缝,在斜坡内部形成顺坡向拉裂面,两组破裂面组合形成阶梯状破坏面,构成“锁固段”岩体破坏边界条件。斜坡在上部滑移块体推挤下,中部形成向临空面高速启动的弹射块体,并带动下部倾倒块体向坡外运动,滑坡启动。故对于此类滑坡,可将沿反倾节理剪出形成的鼓胀裂缝视为宏观临滑前兆;同时在“锁固段”屈服阶段,坡表与坡顶的位移比值随时间先快速增长、后平缓,表征滑面逐渐贯通,滑坡各部位变形逐渐趋于协同,滑坡即将失稳。该比值时序曲线的斜率趋近于零可视为此类滑坡的临滑前兆。研究结论对发育反倾节理的顺层边坡失稳预警有理论和实践意义。 相似文献
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平溪村滑坡是汶川地震触发的高速岩质滑坡,面积为3.7×104m2,体积约65×104m3。滑坡距离映秀—北川发震断裂带中的石坎断层不足500m,在强大地震力作用下,滑坡滑动面陡峭、粗糙,与重力作用下呈圆弧、平滑的滑面迥异。地震触发的滑坡可分为三个阶段:①震动拉裂阶段;②摩擦阻力降低、"锁固段"剪断阶段;③滑体溃滑,高速流动堆积阶段。然后结合结构面的力学分析,通过数值模拟对地震作用下的应力变化和震裂机制进行了初步分析。 相似文献
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东河口滑坡－碎屑流高速远程运移机制探讨 总被引：8，自引：0，他引：8
摘 要 青川东河口滑坡－碎屑流是5.12汶川大地震触发的典型高速远程滑坡,滑坡自高程1300m处开始滑动,总滑程约2400m,致使780余人遇难。野外调研结果表明,该滑坡自启动到最终静止,分别经历了滑坡启动阶段、重力加速阶段、圈闭气垫效应飞行阶段、撞击折返阶段及长距离滑动堆积阶段五个重要动力过程,最终抵达下寺河左岸的红花地村并形成堰塞湖。文中通过对该高速远程滑坡－碎屑流的地质背景及形态特征进行剖析认为,东河口滑坡启动区的断层破碎带、局部凸起地形以及力学性质较差的千枚岩、板岩的存在,对该滑坡的启动均有着显著影响;滑坡体在运行一段距离后是否可以继续保持高速远程滑动,除了有利的地形外,滑体滑动路径上坡体堆积物的含水状态是促使该滑坡成为高速远程滑坡碎屑流的重要原因之一。 相似文献