【摘 要】
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调查研究发现,大型滑坡在滑动过程中会表现出摩擦衰减体积效应和反粒序堆积的现象。摩擦衰减体积效应是指滑坡体滑动过程中的等效摩擦系数会随着滑坡体积的增大而减小,使大型滑坡在滑动过程中表现出超强的流动性的现象。反粒序堆积现象是指滑坡体在滑动过程中会发生颗粒分选过程,使大粒径颗粒向滑坡体上方移动、小粒径颗粒向滑坡体下方移动,最终在滑坡堆积体中形成反粒序堆积结构的现象。本文主要的研究内容和结论如下:(1)根
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调查研究发现,大型滑坡在滑动过程中会表现出摩擦衰减体积效应和反粒序堆积的现象。摩擦衰减体积效应是指滑坡体滑动过程中的等效摩擦系数会随着滑坡体积的增大而减小,使大型滑坡在滑动过程中表现出超强的流动性的现象。反粒序堆积现象是指滑坡体在滑动过程中会发生颗粒分选过程,使大粒径颗粒向滑坡体上方移动、小粒径颗粒向滑坡体下方移动,最终在滑坡堆积体中形成反粒序堆积结构的现象。本文主要的研究内容和结论如下:(1)根据已有物理模型试验,在颗粒流程序中建立简化的滑坡模型,研究滑坡体积、滑坡体纵横比、滑动面倾角以及滑动面摩擦系数对滑坡体的等效摩擦系数的影响。数值模拟结果表明:只有减小滑动面的摩擦系数后,反算得到的等效摩擦系数才会明显减小。该结果揭示了大型滑坡摩擦衰减体积效应的内在原因,即:滑坡体在滑动过程中滑带土的力学性质随着滑坡体积的增大以及滑动速度增大而发生了改变,形成低摩擦的滑动垫层,使滑坡体的等效摩擦系数减小,从而形成体积效应。(2)根据已有物理模型试验,在颗粒流程序中建立数值模型,研究滑坡体中颗粒分形维数、颗粒形状、滑动面倾角、滑坡体积以及加速区长度对滑坡体在滑动过程中的颗粒分选程度的影响,以探究滑坡堆积体中出现反粒序堆积现象的原因。数值模拟结果表明:滑坡堆积体的反粒序堆积现象是多种颗粒分选机制综合作用的结果。滑坡体在滑动过程中,上层区域的颗粒呈离散流状态,颗粒间的相互碰撞会产生离散应力,使大粒径颗粒向滑坡体上方移动;下层区域的颗粒呈密集流状态,颗粒间的动力筛分作用使小粒径颗粒通过大粒径颗粒间的孔隙向滑坡体下方移动,最终使不同粒径的颗粒完成颗粒分选过程,形成反粒序堆积结构。(3)对由于汶川地震诱发的大光包滑坡进行模拟计算。数值模拟结果证实滑动面摩擦系数的减小是导致大光包滑坡呈现出高速远程运动特征的主要原因。大光包山体在失稳后的滑动过程中,由于基底摩擦系数的减小,摩擦耗能减少,大光包山体的重力势能以及地震作用输入的能量更多的转化为了动能,使滑坡体以较高的速度掠过黄洞子沟后继续沿平梁子斜坡面向上滑动,最终少部分滑坡体越过平梁子,而绝大部分滑坡体在黄洞子沟处形成堆积体。(4)对重庆鸡尾山滑坡进行模拟计算。结果表明,鸡尾山滑源区岩体由于碰撞以及受到的拉力超过其抗拉强度等原因而发生破碎,形成粒径大小不一的颗粒,这些颗粒在滑坡体滑动过程中通过离散应力以及动力筛分的共同作用发生颗粒分选,最终使鸡尾山滑坡堆积体中存在明显的反粒序堆积现象。
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