黄土-泥岩切层滑坡滑带泥岩强度特性及滑坡变形破坏机理研究 ——以兰州市某滑坡为例

论文摘要

近年来,由于人类工程活动的加剧,兰州附近地区的滑坡、崩塌等灾害的发生也愈发频繁,据相关统计黄土-泥岩型滑坡约占各种类型滑坡总数的三分之一,所以我们急需对兰州地区的泥岩的软化特性进行研究,进而分析其诱发黄土-泥岩滑坡的机理。本文以兰州某滑坡为研究对象,结合野外调查资料、室内试验数据及Midas/GTS NX有限元分析软件的滑坡变形模拟结果,对该滑坡的发育特征、破坏模式、变形特征及稳定性进了研究,主要得出了以下结论:（1）该滑坡形成的控制因素主要有高陡的边坡地形和特殊的岩土结构;诱发因素主要有,滑坡前期的持续性降雨,山坡绿化灌溉导致的长期渗漏及修建公路导致的坡脚开挖和坡体卸荷。（2）为研究泥岩遇水软化性质对滑坡发育机理的影响,取与滑带同层位的泥岩进行浸水软化试验,然后通过相关试验对不同浸水时间的泥岩的矿物成分、微观结构及力学参数进行分析。发现泥岩浸水后,内部黏土矿物吸水体积膨胀,导致泥岩发生了严重的软化崩解,整体结构变的非常疏松;浸水后,碎屑岩类矿物相对含量有所下降,而黏土矿物含量略有上升,说明水岩作用对泥岩矿物成分变化有一定的影响;在长期浸水作用下,泥岩的力学强度发生了大幅度下降。（3）为研究滑带泥岩的剪切强度特性,本文设计了不同剪切速率和不同剪切方式的环剪试验;剪切速率的影响,滑带泥岩峰值强度参数随剪切速率发生了显著变化,而残余强度参数随剪切速率的变化却很小;不同剪切方式的影响,相对于单级剪切试验,预剪试验和多级剪切试验可以有效的减小达到残余强度值所需的剪切位移值,并且残余内摩擦角值均增大,残余粘聚力值略有减小。（4）通过对该滑坡的发育特征、滑坡形成的控制因素及诱发因素的分析,认为该滑坡的类型为推移式黄土-泥岩切层滑坡。并且选取典型的滑坡剖面,通过Midas/GTS NX有限元软件对滑坡的变形破坏特征和稳定性进行分析,模拟结果与滑坡实际的变形破坏特征相符合。通过上述分析,认为此次滑坡的变形破坏模式可以分为四个演化过程:孕育阶段、裂化阶段、蠕变阶段及滑动阶段。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 选题背景
•   1.2 国内外研究现状综述
•     1.2.1 黄土-泥岩滑坡形成机理研究现状
•     1.2.2 泥岩遇水软化机理研究现状
•     1.2.3 滑带土强度特性的研究现状
•   1.3 研究思路与技术路线
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 研究方法
•     1.3.3 创新点
• 第二章 区域地质环境条件及滑坡发育特征
•   2.1 地理位置及环境
•   2.2 地形地貌
•   2.3 地层岩性
•   2.4 地质构造与区域稳定性
•   2.5 水文地质条件
•   2.6 黄土泥岩滑坡发育特征
•     2.6.1 滑坡范围和形态特征
•     2.6.2 滑坡的断面形态
•     2.6.3 滑坡区域岩土结构特征
•     2.6.4 滑坡变形破坏特征
•   2.7 滑坡的控制与诱发因素分析
•     2.7.1 滑坡形成的控制因素
•     2.7.2 滑坡形成的诱发因素
•   2.8 本章小结
• 第三章 滑带土基本物理性质试验研究
•   3.1 取样
•   3.2 滑坡体基本物理性质
•   3.3 滑带泥岩X射线衍射试验
•     3.3.1 试验仪器与试验原理
•     3.3.2 试验步骤
•     3.3.3 试验结果分析
•   3.4 滑带泥岩扫描电镜试验
•     3.4.1 试验仪器
•     3.4.2 试验步骤
•     3.4.3 试验结果
•   3.5 本章小结
• 第四章 泥岩软化试验及滑带泥岩的环剪试验研究
•   4.1 环剪仪及工作原理
•   4.2 泥岩浸水软化试验研究
•     4.2.1 试验方法设计
•     4.2.2 泥岩环剪试验研究
•     4.2.3 泥岩软化的微观机理研究
•   4.3 滑带泥岩抗剪强度试验
•     4.3.1 残余强度的研究方法
•     4.3.2 试样制备与试验方法
•     4.3.3 试验结果及分析
•   4.4 本章小结
• 第五章 基于Midas/GTS的黄土-泥岩型滑坡变形机制研究
•   5.1 Midas/GTS NX有限元模拟原理
•     5.1.1 Midas/GTS NX软件介绍
•     5.1.2 本构模型
•     5.1.3 有限元强度折减法原理
•   5.2 数值模型建立过程
•     5.2.1 滑坡模型的建立
•     5.2.2 模型参数选取
•   5.3 数值模拟计算结果的分析
•     5.3.1 稳定性分析
•     5.3.2 应力分析
•     5.3.3 应变分析
•     5.3.4 位移分析
•   5.4 滑坡破坏模式分析
•   5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 封凯强

导师: 王家鼎

关键词: 黄土泥岩滑坡,泥岩软化,环剪试验,变形破坏模式

来源: 西北大学

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: 西北大学

分类号: P642.22

总页数: 96

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