降雨诱发软弱变质岩斜坡浅表层变形破坏机理研究

There are amount of geological desaster distributed in Qin-Ba mountain area, especially the desaster happeded in soft metamorphose rock slope with the mainly breakage model triggered by surface layer deformation.According to the engineering geological environment analysis ,field Investigation, slope disaster statistics , valley rock weathering,decompression's feature index, zonage studies,slope geological structure and the characteristics of deformation failure analysis,establishing the slope structure type and deformation and failure mode of soft metamorphic rock.And revealing the deformation and failure of the hydration mechanism through expansibility test, water absorption test, slakedurability test,mineral constituent analysis of soft metamorphic rock,and by the whole progress of uniaxial and triaxial stress-strain test, rock and structural plane of shear and cyclic shear stress-strain test, shear strength-softening due to immersion test, humidification and dry-wet cyclic test and so on.in the end, a typical soft metamorphose rock slope was selected,and the analysis would be carried out by the control of three-dimensional liquid-solid coupling , liquid-soild coupling rheology model and process of slope from unsaturation to saturation, geology analysis and numerical simulation to research the mechanism of slope surface layer deformation and breakage .

秦巴山区是我国地质灾害发生的重灾区之一，尤以区内广泛存在的软弱变质岩边坡灾害最为严重，且破坏形式多以浅表层破坏为主。通过工程地质环境分析、野外调查、斜坡灾害点统计、河谷岩体风化、卸荷特征指标和分带的研究、边坡地质结构及变形破坏特征分析，建立软弱变质岩边坡结构类型和变形破坏模式；通过对软弱变质岩的膨胀性试验、吸水性试验、耐崩解性试验、矿物成分分析，以及岩石单轴与三轴应力与应变全过程试验、岩石与结构面剪切的应力与应变全过程试验、岩石与结构面反复剪切的应力应变全过程试验、抗剪强度－浸水软化试验、增湿与干湿循环试验等，揭示其水化变形破坏机制。在此基础上，选取典型软弱变质岩边(滑)坡，通过诱发地质灾害暴雨分析，开展雨水入渗作用下三维边坡固-流耦合分析、边坡固-流耦合流变模型及其数值分析、非饱和到饱和过程边坡变形数值分析等，结合地质分析，揭示降雨诱发软弱变质岩边坡浅表层变形破坏机理。

秦巴山区由于其独特的孕灾环境使地质灾害频发。通过野外调查、理论分析、模型试验和数值模拟等手段，重点研究浅表层变质岩斜坡的破坏过程和机理，取得如下主要成果。（1）针对典型研究区域开展了野外详细调查，总结了秦巴山区浅表层滑坡的主要破坏模式和发育规律。（2）利用已有2000kN 压力试验机进行改造，增加剪切装置、水平加载系统、伺服液压系统、电控系统，形成土石混合体的压缩\剪切-流变试验设备，并利用该设备开展了土石混合体强度及蠕变特性研究。（3）设计了一套新的非接触式位移测量方法，该方法能够测量高速状态下岩块位移和超低速下岩块的微变形，实现对岩块的一对一实时监测，以开展层状变质岩斜坡变形破坏机理研究。（4）针对变质岩缓慢风化问题，开展了一系列耐崩解试验、岩石力学等试验，初步掌握了研究区内变质岩风化、水化机理，探讨了变质岩（片岩）蠕变机理。（5）针对降雨诱发滑坡问题，开展了降雨诱发土石混合体滑坡物理模型试验，提出该类型滑坡的破坏模式主要有流滑破坏和表面冲刷破坏；结合FLAC流固耦合，开展了降雨滑坡机理的数值分析。（6）在降雨模型试验及单坡流固耦合数值分析的基础上，结合研究Matlab与ArcGIS软件，设计了可研究区域降雨型滑坡稳定性的程序，该套程序可结合风化层厚度进行区域斜坡流固耦合分析。