关于滑波和其预测预报的力学研究.pdfVIP

关于滑坡及其预测预报的力学研究 马崇武’ 刘忠玉’1+ 苗天德‘ ·(兰州大学物理科学与技术学院力学最．兰州73000) +(并州工业大学土建学院．郑州450002) 播要简要介绍了滑坡分析的渐进破坏模型，滑坡临滑预报的塑性功率理论和方法，滑坡强度 预测的块体运动模型咀及对滑坡防治研究中涉及的几个关键力学问题的认识。 关键词边坡稳定性，渐进破坏，临滑时问预报，滑坡强度预测 引言 滑坡是一种遍及全球的地质灾害．它的发生与防治是一个涉及地学、物理、化学、力学、 社会学、经济学等多学科领域，综合性很强的环境科学课题。研究滑坡的发生机制、探讨滑 坡的预测预报理论具有重要的理论价值和应用价值。 l渐进破坏的力学模型… 将滑移面上的土体分成若干条块．根据每一条块力和力矩的平衡、条块发生局部破坏的 条件(滑移面上的剪切力大于抗剪强度)以及土体内剪应力发生松弛的Maxwell松弛模型． 对于发生局部破坏的条块可得到含有关于条间力的作用方向口、位置d及水平条间力大小E 三个变量的两个独立方程。为了使问题得以解决，可取M呻雷自∞telm·Price假定。对于未发生 局部破坏的条块．需再假定条间力的作用位置。利用这些假定，便可计算任一时刻每条块实 际承受的剪切力s和抗剪强度s。。若ss。，即该条块发生局部破坏，应重新计算￡，d和 E p：若ss．，即该条块没有发生局部破坏，便可分析下一条块。上述过程直至分析完最后 一条为止。若最后一条块在任何时刻均来发生局部破坏，则局部破坏的传递一定在前面某条 结束；若最后一条块在某一时刻发生局部破坏，那必将产生一不平衡力，这个力应分配到土 体内，进而会引起新的局部破坏和条间力的重分配。这个过程直至任何时刻其条问力不再变 化或坡体滑动为止?若在坡顶区出现拉伸裂缝，则应把此处作为最后一条块。该模型可清晰 地揭示边坡渐进破坏的历时演化过程，它的建立对理解和认识滑坡的发生机制很有帮助。 2临滑时间预报理论和方法[2】 2．1基本观点 坡体因变形而导致滑坡发生是坡体内滑带塑性区发育、发展和滑面逐渐贯通的过程：坡 体变形发育的过程基本符合岩土体变形破坏的一般蠕变规律：当滑坡体的塑性变形功率达到 某一临界值时．坡体便会发生整体滑动：当滑坡临滑时，根据极限分析上限定理计算的塑性 耗散功率就是滑坡体的塑性破坏功率；预报过程是一个逐渐逼近滑坡实际的过程。 2．2实施步骤 进行必要的地质调查和勘探．确定潜在滑移面位置：通过实验初步确定其有关参数；采 用多种监测手段．比如地面监测网．进行全面系统监测；根据滑坡坡体不同监测点位移随时 ? …————1■■jF秘氍———————————————一。 问的变化规律．了解坡体的运动状态及滑坡可能发展的趋势；处理原始监测数据，以削弱不 确定因素的影响，得到相应的速度一时间关系：根据速度一时间关系确定综合反映主滑段滑 带土强度变化的参数c‘和≯‘随时间变化的关系；计算滑坡体外力作用的功率和塑性耗散功 率，并让其相等，迭代求解满足等式关系的f值．就可对滑坡进行第一次时间预报；随着坡 体变形的不断发展．重复上述分析过程，根据实测资料不断修正参数c’和≯‘的值，使预测的 位移一时间曲线与实测曲线相一致。若连续几次预报的滑体破坏时间趋于同一时间，则可确 定这个时间为滑坡发生剧滑的时间而作出相应的临滑预报。通过甘肃省永靖县黄茨滑坡和焦 家村滑坡等实例的数值预报验证，证实了该理论和方法的可行性，而且坡体越接近临滑，理 论预报越接近实际。 2．3特点 该理论和方法以塑性理论和流变学为基础．考虑了滑体内应力、强度和位移速度箍时间 的变化。并可结合滑坡体变形的实时监测资料，确定反映滑带土综合特性的强度参数。这一 预报模型的建立，把滑坡预报从单桩预报发展为群桩预报，解决了单桩预报的离散问题。 3强度预测的块体运动模型嘲 基于分析高速滑坡的堆积特征和运动特征．可以认为：滑体的运动形式是一种连续可变 的块体运动形式：滑体的运动过程是一个变形能积累和释放的过程。利用这些假定，并考虑 变形与滑速的不均匀性以及能量的转化与损耗，通过条间力的计算，便可建立分析滑块运动 的块体运动模型。应用该模型可以模拟滑坡发生后滑体运动的全过程．并且可预测滑块速