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云南镇雄山体滑坡的运动学分析---倾倒破坏 (Block Toppling)

10月前浏览1166

1. 引言

云南镇雄山体滑坡区域的滑坡初始位置呈现出强烈的岩体不连续性,如下图所示。本文进行了简易的运动学分析(Kinematic Analysis),试图揭示滑坡时的运动学特征,即当时发生的是平面破坏、楔形破坏还是块体倾倒破坏

如同先前的分析一样,由于缺少实测数据,本文仍然更多地集中在方法 论的讨论,而不是给出一个'确定的解释',许多网友特别是云南网友义愤填膺的心情可以理解,但这远远超出了我们的职责,不应该是本公 众 号讨论的范畴【云南镇雄山体滑坡分析小结兼答网友最关切的提问】。


2. 边坡参数

使用了从地图上确定边坡走向的方法,由于倾向和走向垂直,因此总的思路是在走向角度的基础之上加或减90°,具体地,如果走向是以NE表示的加90°;如果走向是以NW表示的减90°。经过多次试验,确定出边坡的倾向(dip direction)为210°。按照以前的推断,边坡角为40°,摩擦角为20°。 

3. 节理参数

根据上述滑坡的照片以及有限的文献,初步考虑了三组节理,其中一组近似水平的倾角为10°,另外两组接近垂直的倾角为85°。


4. 运动学分析

按照上述输入参数,分别进行了平面滑动,楔形滑动、屈曲倾倒和块体倾倒四种破坏模式的分析,结果发现,块体倾倒的破坏概率最大,这意味着边坡破坏时,岩体被分割成不同的块体发生滚落【云南镇雄山体滑坡区域岩崩的初步分析 (Rockfall)】。

5. 倾倒破坏

倾倒破坏(Toppling Failure) 是一组平行节理的岩体朝着边坡方向发生的倾覆。按照Goodman and Bray (1976)的分类,倾倒破坏分为三种形式: 

(a) 块体倾倒 Block Toppling

(b) 屈曲倾倒 Flexural toppling

(c) 块体屈曲倾倒 Block flexure toppling

其中屈曲倾倒破坏(flexural toppling failure) 是破坏性最大的一种模式,多年来通过相似材料试验和数值模拟试验进行了大量研究(flexural toppling failure.txt)。

除了上面三种标准的倾倒模式外, Wyllie and Mah(2004)也讨论了另一种倾倒模式,称之为次生倾倒模式(Secondary toppling mode)。这种破坏模式主要由岩石风化以及人类活动引起,最典型的情形是坡脚开挖引起边坡上部岩体发生倾倒破坏, 如下图(d)所示。这种破坏模式在修建山区高速公路时经常会遇到, 尤其出现在水平层理的砂岩和页岩中。

6. 结束语

运动学分析提供了一种简单快捷的边坡稳定性分析途径,在可行性研究或初步评估和设计时可以使用。过,由于运动学分析忽略了许多岩体属性,没有考虑施工过程,也没有考虑节理的位置,因此在详细分析和评价时需要结合其它方法(极限平衡法和数值模拟)进行综合考虑。


来源:计算岩土力学
材料试验
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-02-22
最近编辑:10月前
计算岩土力学
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