泾阳南塬黄土滑坡冲击阶地易侵蚀基层过程模拟研究

论文摘要

二十世纪八十年代以来,泾阳南塬地区黄土滑坡灾害频发,这些黄土滑坡不仅多数具有高速远程的运动特征,而且在运动过程中对阶地易侵蚀基层造成冲击并形成显著的地质迹象。为此,本文以泾阳南塬黄土滑坡为研究对象,通过野外调查查明典型滑坡运动特征,设计并开展室内物理模型试验,利用三维扫描仪对物理模型试验滑坡堆积体模型进行数字化建模,利用高速摄像机提取滑坡运动特征数据,探讨不同影响因子变化对滑坡致灾范围的影响,研究滑坡冲击易侵蚀基层特征。进而,利用颗粒流离散元法反演滑坡运动过程。对比野外调查、室内试验与数值模拟结果,最终得到主要研究成果如下:(1)研究区滑坡沿着南塬呈带状分布,并出现4个明显的滑坡群集之处,分别为蒋刘滑坡群、舒唐王滑坡群、寨头滑坡群以及庙店滑坡群。对西庙店滑坡调查发现其在运动过程中会对阶地易侵蚀基层造成冲击,具体表现为阶地地层层序的重复和错乱、滑带土液化和地表涌砂以及滑坡前缘地层错断等现象。(2)通过室内试验结果分析发现,下垫层的存在大幅度降低了滑坡的运动距离以及堆积体的长度,增加了滑坡堆积体的厚度及体积,但对滑坡堆积体宽度的影响较小,总体上致灾体积被放大。结合室内试验和数值模拟结果,将滑坡冲击易侵蚀层后的堆积体形态划分为冲击置换区、滑覆铲刮区和堆积推覆区三个区域,当滑坡角度增大时,堆积体形态也发生变化,表现为隆起带的形态、最大厚度位置的变化。(4)结合室内试验与数值模拟结果,未加下垫层的滑坡运动过程可分为三个阶段,分别为:加速阶段、减速阶段、缓慢停止阶段;有下垫层的滑坡运动过程可以分为四个阶段,分别为:加速阶段、减速阶段、微加速阶段、缓慢停止阶段。(5)野外调查、室内试验和数值模拟的剖面图中均存在明显的地层置换、地层翻卷倒置、揉皱等现象。室内试验堆积体隆起带的位置正好对应地层被置换的区域,在靠近隆起带的部分,下垫层层序发生了变化,表现为下垫层的整体翻卷倒置,未受到刮铲的部分的下垫层,在向前的推力作用下,部分砂层被揉皱。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景及研究意义
•     1.1.1 研究背景
•     1.1.2 研究意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 高速远程滑坡运动特征研究现状
•     1.2.2 滑坡物理模型试验研究现状
•     1.2.3 滑坡数值模拟研究现状
•     1.2.4 泾阳南塬滑坡研究现状
•   1.3 研究内容及技术路线
•     1.3.1 主要研究内容
•     1.3.2 技术路线图
• 2 研究区地质环境背景
•   2.1 研究区地理位置
•   2.2 气象水文
•   2.3 水文地质条件
•   2.4 地形地貌
•   2.5 地层岩性
•   2.6 地质构造
•   2.7 人类工程活动
•     2.7.1 长期灌溉活动
•     2.7.2 斜坡结构破坏
•   2.8 本章小结
• 3 泾阳南塬黄土滑坡特征
•   3.1 泾阳南塬黄土滑坡分布规律
•   3.2 泾阳南塬黄土滑坡特征参数统计分析
•   3.3 西庙店黄土滑坡特征
•   3.4 本章小结
• 4 滑坡冲击易侵蚀基层物理模拟试验
•   4.1 试验装置设计
•     4.1.1 基本思路
•     4.1.2 斜板试验装置设计
•   4.2 试验目的
•   4.3 试验设计
•     4.3.1 试验组别设计
•     4.3.2 试验步骤
•   4.4 试验结果与数据分析
•     4.4.1 剪切试验结果及分析
•     4.4.2 滑体几何特征及分析
•     4.4.3 滑坡运动特征及分析
•     4.4.4 滑体冲击易侵蚀基层特征及分析
•     4.4.5 野外调查与物理模拟特征对比分析
•   4.5 本章小结
• 5 泾阳南塬黄土滑坡数值模拟
•   5.1 模型建立
•   5.2 参数选取
•   5.3 结果分析
•     5.3.1 滑坡运动过程分析
•     5.3.2 滑坡运动特征分析
•     5.3.3 滑坡作用力与地质迹象分析
•     5.3.5 物理模拟与数值模拟特征对比分析
•   5.4 本章小结
• 6 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张宁

导师: 王念秦

关键词: 高速远程滑坡,易侵蚀基层,致灾范围,颗粒流,泾阳南塬

来源: 西安科技大学

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: 西安科技大学

分类号: P642.22

总页数: 73

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