›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (1): 151-157.

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

三峡库区软硬互层近水平地层高切坡崩塌研究

董金玉1, 2,杨继红2,伍法权1,王 东1,杨国香1   

  1. 1. 中国科学院工程地质力学重点实验室,北京 100029;2. 华北水利水电学院, 郑州 450011
  • 收稿日期:2009-08-18 出版日期:2010-01-10 发布日期:2010-02-02
  • 作者简介:董金玉,男,1977年生,博士,讲师,主要从事地质工程和岩土工程方面的研究工作。
  • 基金资助:

    三峡库区三期地质灾害高切坡防护工程科研项目;中国科学院工程地质力学重点实验室开放基金项目。

Research on collapse of high cutting slope with horizontal soft-hard alternant strata in Three Gorges reservoir area

DONG Jin-yu1, 2,YANG Ji-hong1,WU Fa-quan1,WANG Dong1,YANG Guo-xiang1   

  1. 1. Key Laboratory of Engineering Geomechanics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China; 2. North China University of Water Conservancy and Hydroelectric Power, Zhengzhou 450011, China
  • Received:2009-08-18 Online:2010-01-10 Published:2010-02-02

摘要:

由泥、砂岩互层或厚层砂岩夹泥岩等形成的类似“夹心饼干”的软硬互层近水平层状结构边坡,是三峡库区分布较为广泛的一种结构类型边坡。由于泥、砂岩风化速度的不同而产生的崩塌灾害现象是三峡库区最为常见的一种地质灾害,首先,从地形地貌、地层岩性、结构面组合、降雨作用和风化作用等方面对软硬互层高切坡的崩塌形成原因进行研究,软硬岩的差异性风化而造成的软岩空腔和硬岩中的结构面组合是造成崩塌的主要原因;其次,基于野外调查的地质现象分析,得到了软硬互层高切坡崩塌主要有倾倒、滑移、塑流拉裂、悬臂拉裂、错断等破坏机制,并概化出了各类破坏示意图;通过离散元数值模拟,对泥砂岩软硬互层高切坡崩塌的形成破坏过程进行了再现和分析,其破坏过程为泥岩剥落-岩腔-砂岩裂隙张开-危岩体弯曲-倾倒崩塌-堆积坡脚;最后,在三峡库区高切坡各类破坏机制的基础上,提出了相应的处治对策。研究成果对三峡库区高切坡地质灾害的认识和防治有一定的意义。

关键词: 软硬互层, 崩塌, 差异风化, 破坏机制, 离散元数值模拟, 防治对策

Abstract:

Soft-hard alternant strata slopes formed by the interbedding of sandstone and mudstone or the mudstone imbedded in thick sandstones are distributed widely in the Three Gorges area. Cavities are formed by differential weathering between sandstone and mudstone and they can cause collapse of slopes. Firstly, mechanism of collapse of high slopes is studied from the aspects, such as the topographical features, lithologic characters, combination of structural surfaces, effects of rainfall and the weathering effects. Differential weathering is the main reason for the collapse of high slopes. Secondly, according to field surveys, failure mechanisms of high slope collapse are classified into toppling, sliding, creeping-tension, cantilever-tension and staggered breaking. Sketch maps of failure were generalized according to the failure mechanism. Forming process of collapse is determined by the numerical simulation. The failure process of collapse is mudstone spalling, cavity, sandstone crack opening, tilting of dangerous rock mass, toppling cillapse and rockfall deposite. Lastly, supporting measures were put forward against all the failure modes of high cutting slopes in the Three Gorges area. Research results are significant in the prevention and treatment of geo-hazards of the Three Gorges reservoir area.

Key words: soft-hard alternant strata, collapse, differential weathering, failure mechanism, discrete element numerical simulation, supporting measures

中图分类号: 

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[1] 冯君, 王洋, 吴红刚, 赖冰, 谢先当, . 玄武岩纤维复合材料土层锚杆抗拔性能 现场试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2563-2573.
[2] 杨 琪,张友谊,刘华强,秦 华,. 一种气泡轻质土路基受载-破坏模型试验[J]. , 2018, 39(9): 3121-3129.
[3] 马 凯,尹立明,陈军涛,陈 明,王自起,崔博强,. 深部开采底板隔水关键层受局部高承压水作用破坏理论分析[J]. , 2018, 39(9): 3213-3222.
[4] 郭昭胜,贺武斌,白晓红. 桩-承台-土复合受力体的拟静力模型试验[J]. , 2018, 39(9): 3321-3330.
[5] 马旭强,施锡林,尹洪武,杨春和,李银平,马洪岭,. 三轴压缩下含夹层盐岩破坏机制[J]. , 2018, 39(2): 644-650.
[6] 李 韬,徐奴文,戴 峰,李天斌,樊义林,李 彪,. 白鹤滩水电站左岸坝肩开挖边坡稳定性分析[J]. , 2018, 39(2): 665-674.
[7] 滕尚永, 杨圣奇, 黄彦华, 田文岭, . 裂隙充填影响巴西圆盘抗拉力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(12): 4493-4507.
[8] 崔芳鹏,许 强,殷跃平,胡瑞林,陈紫娟,刘 伟,. 基于带状震源破裂机制的斜坡动力响应[J]. , 2018, 39(1): 320-330.
[9] 贾金青,高军程,涂兵雄,张 磊,王海涛,高仁哲,. 深基坑中压力型预应力锚杆柔性支护结构的离心模型试验研究[J]. , 2017, 38(S2): 304-310.
[10] 黄琪嵩,程久龙, . 软硬互层岩体采场底板的应力分布及破坏特征研究[J]. , 2017, 38(S1): 36-42.
[11] 刘泉声,刘 琪,刘学伟,孙 磊,张晓波,纪 杰,. 楔刀作用下软硬互层岩体贯入破坏试验研究[J]. , 2017, 38(7): 1849-1855.
[12] 唐礼忠,翦英骅,李地元,王 春,邓丽凡,陈 源. 基于微震矩张量的矿山围岩破坏机制分析[J]. , 2017, 38(5): 1436-1444.
[13] 武精科,阚甲广,谢生荣,谢福星,陈冬冬,. 深井高应力软岩沿空留巷围岩破坏机制及控制[J]. , 2017, 38(3): 793-800.
[14] 黄小福,张迎宾,赵兴权,余鹏程,邢 昊,张 珏,陈岩岩,. 地震条件下危岩崩塌运动特性的初步探讨[J]. , 2017, 38(2): 583-592.
[15] 张 嘎,金红柳. 水位下降条件下土钉加固土坡破坏特性研究[J]. , 2016, 37(S2): 137-143.
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[1] 刘小文,常立君,胡小荣. 非饱和红土基质吸力与含水率及密度关系试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3302 -3306 .
[2] 王观石,李长洪,陈保君,李世海. 应力波在非线性结构面介质中的传播规律[J]. , 2009, 30(12): 3747 -3752 .
[3] 王朝阳,许 强,倪万魁. 原状黄土CT试验中应力-应变关系的研究[J]. , 2010, 31(2): 387 -391 .
[4] 邓 琴,郭明伟,李春光,葛修润. 基于边界元法的边坡矢量和稳定分析[J]. , 2010, 31(6): 1971 -1976 .
[5] 万少石,年廷凯,蒋景彩,栾茂田. 边坡稳定强度折减有限元分析中的若干问题讨论[J]. , 2010, 31(7): 2283 -2288 .
[6] 赵跃堂,林家炜,石 磊. 冲击荷载作用下层裂问题研究[J]. , 2011, 32(S2): 122 -126 .
[7] 王国粹,杨 敏. 砂土中水平受荷桩非线性分析[J]. , 2011, 32(S2): 261 -267 .
[8] 袁敬强 ,陈卫忠 ,谭贤君 ,王 辉. 软弱地层注浆的细观力学模拟研究[J]. , 2011, 32(S2): 653 -659 .
[9] 季毛伟 ,吴顺川 ,高永涛 ,葛林林 ,李晓静 . 双连拱隧道施工监测及数值模拟研究[J]. , 2011, 32(12): 3787 -3795 .
[10] 周家伍,刘元雪,陆 新,郑颖人. 岩土流动势的存在性及解耦性[J]. , 2012, 33(2): 375 -381 .