泾阳南塬河滩村黄土滑坡的特征及致灾机理研究

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黄土滑坡是黄土地区一种比较特殊的地质灾害,因其频发性、广布性、复杂性、灾难性等特点,严重威胁着人民生命财产和水电交通等工农业设施的安全。泾阳南塬自1976年引水灌溉以来,由于长期的漫灌导致塬区地下水位不断抬升,改变了塬区水文地质条件,致使黄土滑坡频繁发生,给人民的生命和财产带来了巨大的损失,同时严重影响地区社会经济的发展。本文以泾阳南塬河滩村典型黄土滑坡为例,通过野外实际调查、测量、勘探和室内实验等,分析研究了灌溉型黄土滑坡的发育特征、形成机理及致灾机理。主要研究内容如下:(1)通过现场实际调查,获得了研究区孕灾条件,主要包括:地形地貌、地质构造、水文气象条件及水文地质条件。通过室内试验,对黄土的颗粒组成、物理力学性质和结构特性进行了研究,就高陡后壁、后缘裂缝和落水洞等的形成进行了详细分析。(2)对河滩村黄土滑坡的发育特征进行了详细的调查,河滩村黄土滑坡较发育,主要具有如下特征:滑动突然、启程高速,滑动距离远,灾害严重,滑体多以块体方式运动、表面呈波浪状等特征。(3)河滩村黄土滑坡均为高速远程黄土滑坡,主要是由灌溉诱发。认为研究区灌溉型黄土滑坡主要经历3个阶段:蠕动—拉裂阶段→轻微液化—滑动阶段→严重液化—剧滑阶段。分析了蒋刘滑坡群演化机制,由于前次滑动改变了后缘地质条件,加之后缘拉张裂缝为灌溉水提供了良好的入渗通道,塬区滑坡频发,且具有演化的特点。(4)采用FLAC3D有限差分软件对西河滩黄土滑坡进行了数值模拟,研究了由于灌溉引起地下水位上升对坡体的影响。发现最大剪应力出现在饱和黄土层内,剪切破坏发生时土体在竖向有相对位移,塬面产生了拉裂缝,坡脚附近有隆起现象,坡体发生剪切破坏的塑性区呈圆弧形条带状区域,当整个塑性区在黄土层中贯通,坡体就从饱和黄土层剪出,最终导致斜坡失稳破坏。滑面形状和剪出口位置与实际相符,采用数值模拟较直观地分析了地下水位抬升对坡体的影响。
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