强震条件下巨型滑坡滑带岩体损伤特性研究——以大光包滑坡为例

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汶川地震诱发了大光包滑坡,其以规模巨大、破坏强烈、变形迹象独特及形成机理复杂等特征倍受全国乃至世界地震地质工作者和爱好者的关注。本文以大光包滑坡为例,感兴趣的是滑带性质受何种岩性控制?滑带的摩阻力是如何骤降的?滑带岩体损伤碎裂化的成因机制如何?为了解决上述问题,作者多次进驻大光包基地,在查明区域工程地质条件的基础上,做了野外的勘探和测试,如颗粒筛分、钻孔取芯、钻孔电视、声波测试以及室内电镜扫描和物理力学性质试验等,对滑带和滑床岩体的损伤特性做了较为深入的分析研究,加上室内物理模拟试验直观再现地震下岩体损伤过程,通过理论和试验对大光包滑坡滑带损伤机理、岩体碎裂化摩阻力骤降做了一定程度的分析和解释。  本研究主要内容包括:⑴汶川大地震具有震级大、烈度高、地表破裂长、持续时间久、震源深度浅和影响范围广的特点,是龙门山构造带上的中央断裂和前山断裂共同错动造成的,是一次以逆冲为主、具有少量右旋走滑分量的地震。大光包滑坡是汶川地震触发的,具强烈的高速和远程运动特征,存在长大滑面,滑坡堰塞坝居世界之冠,形成机理复杂的独特的巨型滑坡。⑵大光包滑坡滑带岩体具有组合成份复杂、风化程度高、节理发育和完整性差的特殊组合特征,滑带岩体性质主要受控于节理发育的白云岩结构特征;从损伤程度、损伤深度和损伤细微观特征对滑带岩体损伤特征进行了分析,勘探测试结果相互补充印证,损伤特征分析较为可靠;综合岩体的损伤断裂的微细观形貌特征,岩体的损伤断裂形式可概括为剪切破坏(拉张和压剪作用)和翼裂纹扩展破坏,分别对岩体损伤断裂的力学性质做出了解释;滑带岩体碎裂化后,岩体的抗剪强度指标和完整性指数均出现骤降,劣化了岩体质量,并且在滑体运动中的碾压和揉搓及热效应作用,促使滑带的摩阻力骤降。⑶滑带岩体损伤碎裂化是内因外因综合作用的结果,滑带所处的地层岩性和岩体结构特征为其主要内因,地震荷载为关键的外在诱因,是滑坡发生和致滑带岩体损伤碎裂化的导火索和“元凶”。⑷岩体损伤碎裂化是地震荷载作用下,岩体内部缺陷动态演化的累进过程。⑸室内设计并实施了振动台物理模拟试验,直观再现了“墩拖布效应”,给予分析作用机理现实而有力的支撑。
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