降雨诱发型岩质滑坡的降雨预警模型研究

论文摘要

滑坡是指在一定地形和地质条件下,由于受到各种自然或人为因素的影响,使得边坡上的不稳定体在自重或其它荷载的共同作用下,沿一定的软弱带向前、向下发生滑动的不良地质现象。岩质滑坡是滑坡中的一个重要类别,近些年来在我国时有发生,滑坡多是由降雨诱发形成的,如贵州省毕节市大方县金星组滑坡,浙江省绍兴市遂昌县苏村滑坡等,尤其是在红层地区,这种降雨诱发的岩质滑坡特别多。红层地区软硬岩相间分布,软岩强度低,黏土矿物含量高,遇水极易发生软化、泥化,形成软弱夹层;硬岩岩体破碎,节理裂隙发育,有利于水进入坡体,遭遇强降雨,极易发生群发性岩质滑坡,造成大量人员伤亡和财产损失。因此,加强对此类岩质滑坡的预警研究,对保障人民生命财产和减少经济损失具有重要理论意义和工程价值。目前,国内外学者对降雨诱发型岩质滑坡的降雨预警研究较多,同时也取得了很好的预警效果。对于滑坡降雨预警,目前多是通过统计滑坡与降雨强度、累计雨量等降雨参数的关系,得到某一地区滑坡降雨阈值来进行预警,但该方法所确定的降雨临界值未考虑滑坡地质、地形因素和滑坡类型的影响,不同地区所得到的降雨临界值相差较大,预警模型适用范围较小。综上所述,建立一个更具普适性,综合考虑降雨诱发型岩质滑坡各种影响因素的降雨预警模型就显得非常重要。论文通过对南江县“9.16”群发性岩质滑坡、云阳和奉节县“9.1”群发性岩质滑坡和其他降雨型岩质滑坡进行野外调查和资料收集,采集滑坡地形和地质数据,收集降雨数据,对岩质滑坡滑动面物质组成、成因和性质进行研究并分类,在红层地区岩质滑坡预警模型之上,建立适用于不同滑动面类型的岩质滑坡降雨预警模型,为降雨诱发型岩质滑坡预警预报提供一个新的方法,为防灾减灾提供技术支持。获得了以下认识及成果:（1）滑动面是进行边坡稳定性分析和评价的关键。滑动面一般由岩体结构面组成,结构面的存在降低了岩体的完整性,增加了岩体的渗透性,导致岩体物理力学性质显著下降。滑动面抗剪强度是评价岩质边坡稳定性的重要力学参数,滑动面抗剪切强度越大,滑坡越稳定。（2）根据滑动面的物质组成、成因和性质将岩质滑坡滑动面分为软弱夹层滑动面、岩层层面滑动面和节理面滑动面。软弱夹层滑动面是泥岩、凝灰岩等软岩夹层在成岩、构造和表生作用等综合作用下形成的。岩层层面滑动面是相同岩性或不同岩性的岩层层面在成岩、构造和表生作用等综合作用下形成的。节理面滑动面是一个或多个节理面在构造和表生作用等综合作用下组合形成的。（3）软弱夹层滑动面表面平直、很光滑,黏土矿物含量高,结合程度极差,遇水易软化、泥化,滑动面力学性质显著下降。滑动面抗剪强度与泡水时间密切相关,根据南江县红层滑带土泡水试验拟合曲线和降雨历时,南江、云阳和奉节县红层地区软弱夹层滑动面抗剪强度参数取值为c=16.0kPa,φ=7.2°,其他软弱夹层滑动面应根据相应的滑带土饱水软化实验进行取值,文中所调查的其他软弱夹层滑动面抗剪强度取值范围为c=12.616.9kPa,φ=49.7°。岩层层面滑动面表面比较平直、光滑,有较小起伏,结合程度差,所含亲水性矿物较少,只有少量黏土物质经水的搬运充填在层面裂隙中,水的软化作用有限。节理面滑动面张开度较好,表面粗糙,结合程度一般,滑面所含亲水性矿物少,只有少量黏土物质经水的搬运充填在节理裂隙中,水的软化作用有限。岩层层面和节理面滑动面取样困难,试验法获取抗剪强度值困难,为了减少人为因素干扰,根据建筑边坡工程技术规范（GB 50330-2013）中结构面取值方法,岩层层面滑动面抗剪强度取值为c=50kPa,φ=18°,节理面滑动面抗剪强度取值为c=90kPa,φ=27°。（4）选取典型降雨诱发型岩质滑坡,分析了滑坡形成的地质环境条件、基本特征和成因。在红层地区岩质滑坡预警模型基础之上,对比分析大位移滑坡点、小位移滑坡点和滑坡降雨对比点的地形因子T、降雨因子R和地质因子G关系,得到降雨诱发型岩质滑坡降雨预警模型P=RT/G.=(ID0.8/H1（S + 3.33U）/（tanφ）0.5≥Cr。（5）软弱夹层滑动面岩质滑坡临界值Cr依次为4.8、6.2和7.6,最大和最小临界值相差58.3%。模型预警效果较好,当P大于7.6时,大位移滑坡点占总数的百分比达到75.3%;当P小于4.8时,小位移滑坡点和降雨对比点分别占总数的百分比为31.3%和100%。（6）岩层层面滑动面岩质滑坡临界值Cr依次为3.2,4.4和5.6,最大和最小临界值相差75%。模型预警效果好,当P大于5.6时,大位移滑坡点占总数的百分比达到100%;当P小于3.2时,降雨对比点占总数的百分比为100%。（7）节理面滑动面岩质滑坡临界值Cr依次为7,8.3,9.6,最大和最小临界值相差37.1%。模型预警效果好,当P大于9.6时,大位移滑坡点占总数的百分比达到72.7%;当P小于7时,降雨对比点占总数的百分比为87.5%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
•   1.1 选题依据及研究意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 岩质滑坡成因机理研究现状
•     1.2.2 岩质滑坡滑动面（带）研究现状
•     1.2.3 滑坡影响因素研究现状
•     1.2.4 滑坡降雨预警研究现状
•   1.3 研究内容及技术路线
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 技术路线
• 第2章 降雨型岩质滑坡成因机理
•   2.1 岩质滑坡分类
•   2.2 降雨型岩质滑坡滑动面分类
•   2.3 降雨对岩质滑坡的作用机理
•     2.3.1 水对滑坡的力学作用
•     2.3.2 水对滑坡滑动带（面）的软化作用
•   2.4 降雨型岩质滑坡的形成演化机理
•     2.4.1 软弱夹层滑动面岩质滑坡演化过程
•     2.4.2 岩层层面滑动面岩质滑坡演化过程
•     2.4.3 节理面滑动面岩质滑坡演化过程
• 第3章 红层地区岩质滑坡预警
•   3.1 红层地区地质环境条件
•     3.1.1 地形地貌
•     3.1.2 地层岩性
•     3.1.3 地质构造
•     3.1.4 水文地质
•   3.2 红层地区岩质滑坡影响因素
•     3.2.1 坡度
•     3.2.2 汇水地形
•     3.2.3 边界条件
•     3.2.4 降雨
•   3.3 红层地区岩质滑坡预警模型
• 第4章 软弱夹层滑动面岩质滑坡预警研究
•   4.1 软弱夹层滑动面成因及抗剪强度取值
•     4.1.1 软弱夹层滑动面成因
•     4.1.2 软弱夹层滑动面抗剪强度取值
•   4.2 软弱夹层滑动面岩质滑坡典型实例
•     4.2.1 南江县小榜上滑坡
•     4.2.2 峨眉山市王山-抓口寺滑坡
•   4.3 软弱夹层滑动面岩质滑坡预警模型
• 第5章 岩层层面滑动面岩质滑坡预警研究
•   5.1 岩层层面滑动面成因及抗剪强度取值
•     5.1.1 岩层层面滑动面成因
•     5.1.2 岩层层面滑动面抗剪强度取值
•   5.2 岩层层面滑动面岩质滑坡典型实例
•     5.2.1 福泉市小坝滑坡
•     5.2.2 彭水县沙子口滑坡
•   5.3 岩层层面滑动面岩质滑坡预警模型
• 第6章 节理面滑动面岩质滑坡预警研究
•   6.1 节理面滑动面成因及抗剪强度取值
•     6.1.1 节理面滑动面成因
•     6.1.2 节理面滑动面抗剪强度取值
•   6.2 节理面滑动面岩质滑坡典型实例
•     6.2.1 汉滨区寨子湾沟滑坡
•     6.2.2 关岭县大寨滑坡
•   6.3 节理面滑动面岩质滑坡预警模型
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间取得学术成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 马二龙

导师: 余斌

关键词: 岩质滑坡,滑动带面,降雨,预警

来源: 成都理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地质学,工业通用技术及设备

单位: 成都理工大学

分类号: P642.22

DOI: 10.26986/d.cnki.gcdlc.2019.000833

总页数: 76

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