岩质边坡优势结构面强震崩塌破坏机制研究.pdf

第５Ｏ卷第５期甘肃水利水电技术Ｖｏ１．５０．Ｎｏ．５２０１４年５月ＧＡＮＳＵＷＡＴＥＲＲＥＳＯＵＲＣＥＳＡＮＤＩｔＹＤＲＯＰＯＷＥＲＴＥＣＩ－ＩＮＯＬＯＧＹＭａｙ，２０１４设计与研究岩质边坡优势结构面强震崩塌破坏机制研究龙浩，巨能攀（成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川成都６１００５９）摘要：据统计，５．１２汶川大地震产生的次生地质灾害（如崩塌、滑坡、泥石流等）带来的危害远远大于地震本身直接造成的危害。震区广泛分布高陡的岩质边坡，故而对于边坡的结构面，特别是优势结构面的研究就显得尤为重要。针对震区一典型高陡岩质边坡崩塌地质灾害，利用赤平投影原理分析优势结构面组合情况，并结合离散元数值模拟软件ＵＤＥＣ对边坡稳定性进行分析计算，得出如下的结论：对于多组结构面组合的陡倾岩质边坡，在地震力作用下，局部裂隙逐渐加大并且向下发展，并且中部出现剪切变形，局部块体被挤出，随着变形的发展，裂隙贯通，悬空岩体重心不断外移，最终导致大面积的滑移一崩塌。关键词：优势结构面；高陡岩质边坡；崩塌；滑移一崩塌中图分类号：Ｐ６４２．２１文献标志码：Ａ文章编号：２０９５—０１４４（２０１４）０５—００２９—０３１前言作用极易发生失稳破坏。故对于岩体稳定性起控制长久以来．由于岩体的不利结构组合造成的重作用的结构面如何通过合适的优势指标得以确定就大地质灾害已经屡见不鲜，较为著名的有法国马尔显得较为重要。、帕塞薄拱坝绢云母页岩失稳滑动以及意大利的瓦通过许多学者大量的实践应用，归纳总结出了伊昂水库事件…。人们从一件件的事故中总结经很多寻找优势结构面的方法，例如ＡＮＮ法＿７］、专家验和教训，对于岩体结构特性的了解与认识也在系统法［８－－９］、优势指标法等，其中优势指标法的应用逐步的加深。特别是汶川大地震发生造成的多种较其他方法广泛。类型的地质灾害，为我们提供了大量的可供研究的２研究区工程地质条件资料。２．１地形地貌罗同煜教授基于几十年的实践经验．在１９７９年研究区位于都汶公路（国道Ｇ２１３）Ｋ４３＋０４０一提出了优势结构面理论．并正式在１９８１年发表了该Ｋ４３＋２１０段岷江左岸，坡脚高程为１０６０Ｉｎ，坡顶高理论。该理论认为优势结构面决定了岩石边坡的程为１３９０Ｉｌｌ。由于岷江的强烈下切作用，两岸山势边界，而不同的结构面组合情况又决定了岩体可能陡峻，斜坡位于相对较为宽缓的峡谷地段。河谷走向发生的不同模式，这些模式对于物理模拟中不同边为近南北向，自然坡度为５０。～７０。，左右两岸均有Ｉ坡的建立提供ｒ不同的参考＿３］。这套理论一经发表，级阶地发育。已经在许多重大工程中得到了应用．如南京城市基２．２地层岩性岩工程、长江三峡高边坡工程、苏南核电站ｊ等。鉴斜坡岩体主要为晋宁一澄江期花岗岩，偶见闪于这些工程对于优势结构面理论的成功应用．此套长岩．岩体大多数较完整，局部可见破碎带，基岩内理沦在国内得到了广泛¨勺推广。ｌ并且在固外也产生主要发育４组节理裂隙（见表１）。其中（２），（３），（４）了较大的影响组裂隙倾角与斜坡自然坡度相比，（２），（３）组较缓，岩体是不完整的，它破劈理、软弱夹层、断层面、而第（４）组略陡。第（１）组倾向坡内的裂隙与其余三裂缝、节理裂隙等结构面叨割。这些结构面与临空组裂隙相互切割，靠近临空面一侧极易形成可能失面形成对岩体稳定性造成重要影响的不利组合．加稳的可动块体。之河流的强烈下切，岩体高耸陡立，在自然条件下处２．３地质构造于一种“将要破坏但是尚末破坏”的欠稳定的极限平研究区构造部位地处龙门山断裂带的中段．龙衡状态，如遇降水（暴雨、持续长时段降水）、地震等门山断裂带呈北东向展布，南西始于泸定附近，向北收稿日期：２０１４—０４—２９作者简介：龙浩（１９８７一），男，四川甘洛人，硕士研究生，主要从事工程地质研究。２９２０１４年第５期甘肃水利水电技术第５Ｏ卷表１基岩节理裂隙的整体性产生了破坏．其中主要沿着Ｊ３产生滑移。编号产状间距，Ⅲ简要概述为了研究此处岩质边坡崩塌失稳破坏的过程和机制．同时能够更直接的从斜坡剖面上观察崩塌发生的整个过程，采用二维离散元数值模拟软件ＵＤＥＣ进行数值模拟，以主要崩塌破坏方向ＳＷ２６５。为剖面方向．并认定后缘切割面和主要滑移面的方向垂直．地震波从模型底部向上传播。模型材料物东经四川灌县、汶川、广元进入陕西宁强、勉县一带，理力学参数根据试验以及工程类比取值，如下表２全长约５００ｋｍ所列。研究区崩塌数值模拟模型如图２所示。２．４水文地质条件区内地下水主要为第四系松散堆积层的孑Ｌ隙潜表２岩土体物理力学参数水和基岩裂隙水，地下水主要受到大气降水补给，排泄于岷江之中２．５地震茂汶断裂在该段活动性强，中、强地震频繁发生，历史上曾发生过大于６级的地震。根据中国地震局《映秀至汶川段工程场地地震安全性评价报告》及ＧＢ１８３０６—２００