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章古滑坡演化机制剖析与安稳性总述

2013-05-20 16:25 来历:地质学论文 人参加在线咨询

本文经过户外查询、测绘、勘测及室内试验,结合FLAC23D数值模仿剖析,对章古滑坡的演化机制及滑坡体的安稳性进行剖析点评。

滑坡工程地质条件

章古滑坡坐落北东-南西向龙门山开裂带,北西-南东向鲜水河开裂带和南北向大渡河开裂带的交代部位,区域内次级小断层发育,是我国地震较活泼的区域之一。该区地震根本烈度为度,地震峰值加速度为012g。区结构安稳性首要受鲜水河活动开裂的操控,该开裂为北西走向的弧形左旋走滑开裂带。区内高山耸峙,沟谷深邃,相对高差悬殊,河谷呈/U0字形[223]。地层岩性为元古代的花岗岩,岩体较破碎,卸荷松懈激烈,首要发育四组优势结构面:140bN43b;o112bN70b;103bN40b;211bN42b。

滑坡根本地质特征

章古滑坡是一个巨大的岩质滑坡,其母岩成分为元古代花岗岩。依据ESR测年,章古滑坡约构成于216万年前。滑坡体平面形状呈/圈椅0状,主滑方向95b,滑坡体纵向较大长度约为680m,前缘较大横向宽度约为1500m,滑坡体厚7010~350m,均匀厚度为250m,(图1),属特大型滑坡滑坡后缘为一大的渠道,渠道高程约为1785m,前缘临河为陡坎,均匀斜度约50b,坡脚高程约1400m。堆积体左、右侧各发育一条冲沟,将滑坡体分割为一孤立体。依据钻孔材料和MT物探解译,滑坡剪出口被河流冲积物所掩盖(图2、3),滑坡体首要由块石和碎石组成,堆积体中心部位则由碎裂结构的巨型块石组成。滑坡土体以黄灰色为主,部分呈灰绿色,分选级配较差。碎石多为棱角状,巨型块石多为低强度、低密度的碎裂状花岗岩体。滑坡体两边缘的物质样本显现,块碎石呈棱角状,粒径20~60cm,少量块石粒径可达110m,块石的首要物质成分为花岗岩。滑坡体横向谷表层的采砂点露头可验证,该堆积体由块石、碎石组成。滑坡体后缘的物质组成与侧缘的类似,均为碎块石土,可是粒径却不相同,且受长时间风化的影响,后缘碎石土中泥质粉砂、辉绿岩碎屑的成分有所增加。滑带区:依据MT物探解译效果,并与周围环境相比较,章古滑坡滑带区显现为显着的低电阻率区域(图2),滑带深约100~350m,其间滑坡体前缘埋深较较浅,中部较深,后缘再次变浅。滑带区整体呈反/L0形,其间后半段较陡,长380m,倾角约70b,与前文触及的第o组结构面相符合;前半段较缓,长440m,倾角约20b,与第组结构面相对应。依据MT物探解译的低电阻率效应,并与其他发育于大渡河中上游的地震滑坡相类比,估测章古滑坡的滑带首要由碎石和粘土组成。实地查询中,仅在滑坡体后缘渠道前沿斜坡段发现部分细微裂缝,未发现大变形痕迹。

滑坡演化机制剖析

大渡河地处川滇南北向结构带北段,地质前史时期阅历屡次近东西向揉捏与拉张,构成近南北向中陡倾结构面,河流流向与之平行或小视点相交,更为晦气的是,区域较大主应力方向与河流笔直,导致谷底及谷坡应力会集程度高,卸荷效果激烈。在大渡河三级阶地构成后,川西阅历了一次长时间的激烈腐蚀阶段,其时的河槽直接下切至如今基覆界面以下[1,2]。这次激烈的河谷下切活动,导致岸坡岩体下部从应力高度会集阶段过渡到卸荷松懈阶段,损坏了斜坡岩体结构的完整性,从而使岩体抗剪强度大幅度下降。较终,一次大地震触发斜坡失稳构成章古滑坡。章古滑坡从堰塞到翻坝,经过长时间腐蚀演化,较终构成如今地貌形状。其演化过程可概述为以下四个阶段:河谷卸荷松懈、大渡河侧蚀、强震滑坡和翻坝腐蚀,各阶段概况如下:

1.河谷卸荷松懈阶段

大渡河演化前史提醒,河谷能够区分为宽谷期和峡谷期两个阶段。二者的转化在中更新世中期[4]。进入峡谷期后,河谷激烈下切,且河谷走向与较大主应力方向近于正交,卸荷非常激烈。高陡临空面构成过程中,在河谷二次应力场效果下,顺坡向次生裂隙使用并姑息前期方向有利的顺坡向陡缓裂隙开展,o组结构面拉张,沿组结构面剪切,/锁固段0的应力堆集将使这部分岩体进入累进性损坏阶段。在累进性损坏的效果下/锁固段0长度越来越短,边坡的安稳性大幅度下降(图4a)。

2.大渡河侧蚀阶段

章古滑坡彼岸存在一泥石流沟,其物源区为大渡河开裂经过区域,该区岩体破碎,崩坡积物发育,物源非常丰厚。很多泥石流堆积物抢占河道,迫使大渡河向右岸偏移,右岸侧蚀效果加重,加上斜坡前期卸荷松懈,安全储藏低,而坡脚处破碎岩体在大渡侧蚀效果下不断被带走,较终在斜坡前缘构成高陡的临空面,斜坡表层岩体安稳性处于根本安稳状况(图4b)。

3.强震触发滑坡阶段

加之章古滑坡坐落高地震烈度区(度),距鲜水河开裂仅10km。在一次强震效果下,地处高位的斜坡岩体因地势等影响对地震波具有显着的扩大效应(据青川地震监测成果,水平地震峰值加速度扩大2-3倍),即坡体上部的地轰动峰值加速度可达014~016g,如此强壮的惯性力将处于临界状况的高位岩体抛出滑源区并瞬间阻塞大渡河(图4c)。据堰塞砂层测年,章古滑坡构成时代距今约216万年前。

4.翻坝腐蚀阶段

滑坡体将大渡河阻塞后,河水位敏捷上升,在滑坡体上游河段构成近30km长的堰塞湖(依据堰塞堆积散布,在金汤河口以上),阅历很长一段时期的沉积效果后,构成深沉的河槽掩盖层(距章古滑坡5km的黄金坪电站河槽掩盖层厚达133m)。跟着河水位的不断上升,湖水较终翻坝,并在长时间的腐蚀效果下,大渡河从头切穿滑体,康复疏通,随同左岸泥石流堆积扇的渐进性抢占河道,导致大渡河腐蚀右岸,在其激烈的腐蚀效果下,章古滑坡体物质不断带走,较终构成如今的地貌形状(图4d)。据堆积体结构比照,散布于章古滑坡彼岸的花岗岩块石残留体与滑坡堆积体构成于同一时期。

滑坡安稳性数值模仿剖析

滑坡堆积体的变形及安稳性剖析是一个杂乱的空间问题。其影响要素除滑坡体自身结构条件(如岩性结构、滑面形状等)以外,还与滑坡体平面及空间散布形状有关,因而,针对不同类型的滑坡,需选用不同的剖析办法和核算公式点评其安稳状况。本次选用美国Itasca咨询公司开发的三维快速拉格朗日剖析程序FLAC23D对章古滑坡安稳性进行剖析。FLAC23D能够精确地模仿材料的屈从、塑性活动、软化直至有限大变形,现已在岩土工程领域中得到广泛运用。

1.模型的树立

依据户外查询、测绘、物探等材料树立如图5所示模型。模型顺河方向(Y轴,滑坡横宽方向,上游方向为正)宽1635m,笔直河谷方向(X轴,滑坡纵长方向,顺坡向为正)长为955m,模型高度(Z轴,竖直方向,笔直向上为正)810m(模型底面高程:1100m,顶部高程:1910m)。边坡模型的基岩和滑坡体选用实体单元模仿,滑面选用接触面模仿,并将模型网分为79700个四面体单元,合计15775个节点。模型底面选用三向束缚,四周选用法向束缚,地表为自由面。选用较常用的弹塑性模型,屈从原则为莫尔-库仑原则。经过室内岩土体试验及工程地质类比预算相结合,模型中岩土体物理力学参数归纳取值见表1。核算时,仅考虑岩土体的自重应力场,不考虑结构应力场。

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