【摘 要】
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半块体型滑坡通常发育于硬质岩中,其地质原型的控制性边界结构面为软岩夹层或长大裂隙、断层等,但存在局部段与坡体内完整稳定岩体较强连接,印江岩口滑坡为半块体型高速滑坡也属于锁固段型滑坡,通常具有隐蔽性,突发性,是我国大型灾难性滑坡的主要类型之一,因此,深入开展锁固段滑坡形成机理、发育条件和识别研究具有重要的理论和社会意义。印江县岩口滑坡于1996年9月18日23时发生,经历6小时降雨,降雨量达到56.
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半块体型滑坡通常发育于硬质岩中,其地质原型的控制性边界结构面为软岩夹层或长大裂隙、断层等,但存在局部段与坡体内完整稳定岩体较强连接,印江岩口滑坡为半块体型高速滑坡也属于锁固段型滑坡,通常具有隐蔽性,突发性,是我国大型灾难性滑坡的主要类型之一,因此,深入开展锁固段滑坡形成机理、发育条件和识别研究具有重要的理论和社会意义。印江县岩口滑坡于1996年9月18日23时发生,经历6小时降雨,降雨量达到56.6 mm,威胁近6万人安全,造成24亿元财产损失,该滑坡属于半块体型滑坡。本人依托参加的科研项目“复杂岩体完整程度快速评价的关键技术研究(SKLGP2019Z011)”,收集充足的资料,采用现场工程地质调查及判断、数值分析以应力场与渗流场耦合的方法对该滑坡的特征及形成机制开展了系统的研究。得到了如下成果:(1)通过对印江县岩口滑坡的地质条件调查,得出印江县岩口滑坡为半块体型滑坡,侧边界为南侧陡崖壁,底滑面为含硅质结合层灰岩,滑坡前缘为相对完整层状灰岩体。滑源区为三叠系夜郎组玉龙山段灰岩,下伏三叠系夜郎组沙堡湾段页岩和二叠系长兴组含燧石灰岩。滑源区岩层产状为N15°~27°E/SE∠25°~30°。滑坡南侧壁产状为N82°E/NW/74°~82°,滑坡区发育三组结构面,分别为(1)J1:N77°E/NW/73°(2)J2:N20°W/SW/70°(3)J3:N80°W/NE/70°~80°,滑坡的主滑方向为83°。(2)通过对现场变形破坏现象的勘察,该滑坡为高速远程滑坡,根据滑坡运动、破坏特征和堆积体结构特征,将滑坡区划分为了5个区,分别为碎屑流堆积区(A)、块石流堆积区(B)、整体滑移区(C)、残留块石堆积区(D)、崩塌堆积区(E)。(3)由现场调查得到滑坡形成的不良条件为不利的坡体结构,印江河谷的下切侵蚀,强降雨以及采石场开挖,导致斜坡发生破坏,滑坡形成分为三个阶段:表生改造阶段,前缘锁固段形成阶段,强降雨诱发锁固段剪切破坏滑坡失稳阶段。(4)根据印江县岩口滑坡地质原型,采用有限元软件建立二维计算模型,得到以下结果:(1)在河谷下切过程中,分析了河谷岸坡卸荷特征,确定了卸荷带范围。卸荷作用主要发生在临空条件较好的坡表,且卸荷分带明显。但左右岸卸荷深度存在差异,是由于左岸为非均质坡,下卧软层,卸荷作用主要发生在T1y~2灰岩中,左岸相比右岸卸荷深度更大,由于卸荷作用,T1y~2灰岩底部出现溶蚀带。(2)在坡脚采石场的开挖过程中,前缘坡脚处演化形成锁固段,储存着高应力和应变能,采石场处岩体出现卸荷回弹。从塑性区分布上,采石场坡脚处出现小范围塑性区,后缘溶蚀带灰岩中出现大范围塑性区,说明在未出现强降雨情况下,边坡总体呈现基本稳定状态。(3)在强降雨作用下,坡体内孔隙水压力分布随着深度的增加而增大,在随着降雨的持续进行,坡体内地下水位明显上升。由于溶蚀带内岩体渗透性极强与坡体渗透性相差较大,坡体中水压力为承压水压力。(4)在强降雨条件下,由于下伏软层属于相对隔水层,地下水在锁固段处聚集,使此处形成高水压力,导致锁固段处应力进一步集中,锁固段处溶蚀带内岩体最大剪应变明显增加,塑性区分布范围变大,地下水产生扬压力,在强降雨1小时后,塑性区贯通,锁固段处发生剪切破坏,坡体失稳。(5)敏感性分析下,在一般雨季的降雨强度条件下降雨5小时后,锁固段处孔隙水压力上升,但塑性区并未贯通,说明短时间强降雨对坡体失稳具有非常重要的作用。(5)通过数值模拟的方法,对天然、短时间暴雨工况下计算稳定性,在5次开挖范围内即开挖深度为60 m内稳定性系数均大于安全系数,在暴雨工况下,随着降雨时间的持续增加,每次开挖后的稳定性不断降低,于第5次开挖后集中强降雨1小时后稳定性系数低于安全系数,滑坡失稳,根据锁固段厚度与稳定性系数关系曲线确定安全锁固段岩体厚度约大于30m。
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