中缓倾角顺层岩质边坡灾变机理及风险评估

作     者：刘珂珂 

作者单位：重庆交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：唐树名

授予年度：2015年

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

主      题：中缓倾角顺层岩质 灾变机理 数值模拟 风险评估 模糊评价 

摘      要：本文以岩层倾角为5°5°的中缓倾角顺层岩质边坡为研究对象,采用理论分析及数值模拟等手段对其灾变机理进行研究,同时分析出致其灾变的重要影响因子,在此基础上,建立该类边坡的风险评估指标体系和框架,并选取麻栗坡滑坡进行实例应用。论文的研究内容及取得的成果如下:①系统归纳了中缓倾角顺层岩质边坡的6种常见灾变形式,并简要介绍了有限差分分析软件FLAC3D的基本原理和实现流程;建立算例模型,利用FLAC3D对不同岩层倾角的中缓顺层岩质边坡进行数值模拟,得出其灾变机理:人工开挖使其岩层被切断导致岩层界面或是软弱结构面出露于开挖坡面,使滑体有向临空面滑移的空间,坡体内沿岩层分界面或软弱结构面以及自然坡面表层形成应力集中区;此时若加上暴雨影响,岩体遇水容重增加,内摩擦角及粘聚力下降,尤其是软弱夹层抗剪强度迅速衰减,同时分布在坡体内的应力集中区迅速扩大;当滑体后缘坡面附近的拉应力超过岩体抗拉强度,岩体内就会出现拉裂塑性破坏,在滑体四周形成滑动边界;而一旦岩层分界或者软弱结构面处的下滑力超过岩体本身的抗滑能力时,坡体内慢慢会形成一个贯通的塑性滑移面,滑体就会沿此滑移面剪出,从而发生滑移-拉裂破坏。②介绍了模糊综合评判法的基本原理以及基于层次分析法的模糊综合评判的实现步骤,在对前面灾变机理研究的基础上,结合层状岩质边坡的稳定性影响因素,建立了中缓倾角顺层岩质边坡的风险评价指标体系,利用层次分析法确定各级因素权重,并将其与模糊综合评判法相结合,建立了较为规范的中缓倾角顺层岩质边坡风险评估模型。③选取麻栗坡滑坡作为工程实例,考虑边坡开挖卸载效应及暴雨影响,利用FLAC3D对其灾变过程进行模拟分析,验证了前面对中缓倾角顺层岩质边坡灾变机理的判断和认识;同时运用已建立的中缓倾角顺层岩质边坡风险评价指标体系和模糊评价法对其进行风险评估,得出麻栗坡滑坡综合风险度V?0.3816,风险评价等级为中度危险,即可能发生危险,产生轻微危害;同时,提出了可采用支挡+削坡+排水的治理方案建议。