降雨型高速远程滑体失稳机理与破坏过程研究

The objective is to analyze the typical rapid long-runout landslides and rapid long-runout rock-falls triggered by rainfall. The goal of this project is to establish realistic geologic-mechanical model on the basis of the detailed investigation into the geological conditions. By means of monitoring, field and indoor physical and mechanical tests, together with large-scale centrifuge physical model test and three-dimensional numerical simulation，also based on modern hydrogeology, engineering geology and geotechnical mechanics theory, the paper which takes for multi-disciplinary and crosswise forefront disciplinary knowledge as a tool adopts the methods of combined qualitative analysis and quantitative calculation to analyze instability mechanism and failure process of the sliding masses. At the same time, the study establishes relational models of deformation, pore water pressure, sliding surface failure between rainfall. The paper proposes key technologies and the methods researching instability mechanism and destruction rule of large-scale sliding masses so as to supply scientific basis for the early identification, investigation, assessment, monitoring, warning, prevention and emergency response of major geological disasters. Also it can provide detailed records and references for subsequent researchers.

以典型的降雨型高速远程崩滑体为研究对象，在查明地质条件和现场实时监测的基础上，建立地质-力学模型。以现场和室内岩土体物理力学试验、大型离心物理模型试验和三维离散元数值模拟为手段，以现代水文地质工程地质和岩土体力学等的知识为工具，采用定性分析和定量计算相结合的综合研究方法，分析研究降雨条件下高速远程崩滑体的失稳机理与破坏过程。建立降雨与变形、孔隙压力及滑动面贯穿过程之间的关系，提出类似重大崩滑体的失稳机理与破坏过程的关键技术和研究方法，为重大地质灾害的早期识别、调查评价、监测预警、防治和应急提供科学依据。

项目从2014年1月-2017年12月开展研究工作，以正在变形的云南省昭通市彝良县麻窝后山高速远程崩滑体和已发生的镇雄县赵家沟滑坡为研究对象。以现场调查为基础，采用室内测验、离心机物理模拟、数值模拟及理论计算等，重点研究了其变形破坏过程和失稳机理等，取得了5方面较为重要的成果。.1. 形成了一套高速远程崩滑体的野外调查、监测、室内外测试分析、理论分析计算、定性与定量评价等相结合的科学工作方法和流程。.2. 初步形成了高速远程崩滑体牵引式变形破坏模式的识别和研究方法.坡体前缘先变形，然后是中间和后缘坡体产生横向裂缝，裂缝的密度，从前缘到后缘依次降低，呈现出“坡脚破坏-坡体中部裂缝-整体启动” 牵引式变形破坏模式。.孔隙水压力骤增是造成滑体失稳的主要原因，但其导致坡体失稳具有滞后性的特点。较高水平的孔隙水压力一般预示着整体或局部破坏，同时，随着坡体出现局部或整体破坏，孔隙水压力逐渐消散。.滑带变形发展多具有分段分级等特点。.牵引蠕滑-拉裂型变形破坏的崩滑体模式在地质条件上，还表现为崩滑区地形较陡，运动或堆积区有的呈靴形。坡体多为上硬下软（或前缘软弱破碎等）型，且前缘剪出口相对开阔。坡型多上窄下宽或上下坡体宽度近似。.3.发展形成了一套室内离心机物理模拟试验与数值模拟等相互结合及验证的技术方法。.4.崩滑体失稳后的运动特征受控于其位能及剪出口下部的地形和崩滑体的体积。.5.开展了高速远程崩滑体失稳后运动过程及危害性评价与预测，初步建立了灾害运动特征简化模型与滑距的计算公式。利用模型计算结果与收集到的65例典型降雨型灾难性崩滑体数据有较好的吻合性。.上述研究成果为重大地质灾害的早期识别、调查评价、监测预警、防治和应急提供科学依据。