摘要
高位岩质滑坡在我国西南岩溶山区频发,这类滑坡失稳启动后,滑体在运动过程中往往从整体解体为碎屑流,具有运动速度快、冲击能量大、运动距离远及成灾范围广的特征,并导致群死群伤事件发生。由于高位岩质滑坡的动力过程难以监测及不可重复性,其内部动力学机理一直是研究的重点难点,物理模型试验作为常用的研究手段,面对复杂模型时依然面临较多难以解决的问题,随着计算机技术的快速发展,数值模拟方法开始被广泛应用于高位岩质滑坡失稳机理和动力学机理的研究中。本文以张家湾滑坡和甑子岩崩塌两起典型案例为例,对灾害的运动过程进行详细分析,立高位岩质滑坡动力解体模式,采用PFC软件通过滑槽数值试验的方法对高位岩质滑坡的动力解体效应进行研究,得到主要成果如下: (1)张家湾滑坡启动后,由于在滑面处的基底摩擦作用,滑体内部块体间产生差异性剪切,块体间出现差速运动现象,导致滑体快速解体;甑子岩崩塌则由于底部基座的压裂溃屈,上部岩体快速坠落,与下部山体发生剧烈碰撞后而解体。通过对比分析以上两种高位岩质滑坡的动力解体过程,将前者由于内部差异性剪切作用导致的解体称为“主动解体”,后者由于撞击而导致的解体称为“被动解体”。 (2)采用PFC数值模拟软件,参照岩体直剪试验进行岩体结构面参数的标定,对应于实际材料结构面三种不同强度的结构面,获取三种不同强度的滑体数值材料,在此基础上设计滑槽数值试验,分析认为:I.滑体的解体程度越高,水平运动距离越远,重心位移越近;滑体结构面密度相同时,被动解体的滑体运动距离更远,且同在被动解体情况下,结构面强度越弱,运动距离越远;II.滑体解体是耗能过程,结构面强度相同时,解体耗能与解体程度呈正比,结构面密度相同时,解体耗能与结构面强度呈正比;III.被动解体情况下滑体的速度峰值明显大于主动解体情况下滑体的速度峰值。 (3)以张家湾滑坡为例,采用PFC数值软件,对该滑坡的运动过程进行反演分析,结果显示:I.滑体解体程度越高,运动特征具有流态化特征;II.滑体失稳后,中部表面的块体加速最大,且速度变化曲线具有双峰值的特征;III.滑体的解体程度越高,动能峰值越低,但最大运动距离越远。