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黄土滑坡发育规律及其防治措施研究

作　者: 王念秦
导　师: 张倬元
学　校: 成都理工大学
专　业: 地质工程
关键词: 黄土滑坡类型划分规律机理静动阶段运动阶段运动方式轨迹方程滑速分析模型模拟防治措施评估模式
分类号: P642.22
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

本文通过我国黄土(高原)地区黄土滑坡灾害的综合研究，旨在解决黄土滑坡分类、黄土滑坡滑带土、黄土滑坡形成、运动机理、黄土滑坡防治措施等方面的一些问题，以适应我国广大黄土地区飞速发展的经济建设的需要。基于多年黄土地区的生产实践，利用大量黄土滑坡实例资料并参阅国内外同类研究成果，将地质学、工程地质学、力学、物理学、数学、经济学等多学科的理论和方法融于黄土滑坡灾害的科学研究，以先进的实验设备、光学仪器和计算机为手段，经过近三年的努力，取得一些较有价值的研究成果，主要包括： 1．提出了黄土滑坡的“两型四类”划分方案； 2．发现了黄土滑坡分布的时间规律和空间规律； 3．针对黄土滑坡进行了滑带土类型划分；进行了不同类型滑带土的物理、力学、微结构特征研究；以粘性滑带土为例进行了滑带土剪切过程中滑带土微观结构变化研究；以饱和黄土滑带土为例进行了力学机理分析。 4．提出了(1)黄土滑坡的季节性冻融作用机理，建立了黄土斜坡表面土体温度分布及冻深模型；(2)暴雨型黄土滑坡的暴雨诱发机理；(3)工程型黄土滑坡的人为作用机理；(4)地震型黄土滑坡的作用机理。 5．提出了黄土滑坡运动“静动阶段”和“运动阶段”的观点。 6．提出了黄土滑坡具有“滑动抛出型”、“错动挤出型”和“错落平铺型”运动形(方)式，推导了不同运动方式下黄土滑坡质点运动的轨迹方程； 7．建立“三段式”黄土滑坡模型，并进行了滑速分析，得出结论：在一定的边界条件下，(a)如果主滑面倾角变陡5°，可使滑速提高0.5m／s；(b)抗滑段体积缩小10％可使滑速提高0.06m／s；(c)滑带土强度对滑坡滑速的影响存在线性关系和影响极限，即，随着滑带土强度降低，滑速呈线性增长，如粘聚力不变，内摩擦角每降低4.5°，滑速增加0.4m／s，但当滑带土失去强度(理想状态)时，滑带土对滑速的影响将达到极限，即，不再对滑速产生影响(与理想光滑面上物体运动不受摩擦力影响一致)。 8．建立了纯黄土滑坡及黄土——基岩接触面滑坡的滑距预测的数学模型； 9．以兰州白塔山滑坡为例，利用FLAC软件进行切割坡脚诱发黄土滑坡的数值模拟；以会宁翟所滑坡为例，利用二维离散元程序进行了滑坡运动全过程模拟； 10．以实际已经综合治理的三种类型黄土滑坡：灌溉型、工程型和城镇型黄土滑坡为例，论证了黄土滑坡综合治理的全过程、采用的工程型式、工程防治措施的可行性及效果； 11．从经济学的角度，提出黄土滑坡综合防治工程的经济效益评估模式，并以实例进行验证。研究表明，在黄土滑坡灾害方面仍然存在很多问题，并亟待解决，本研究虽然进行了有益的尝试，但由于黄土滑坡灾害自身的复杂性，本研究成果仍是初步的、粗浅的，要想从根本上解决黄土滑坡问题，还需要不断付出更加艰苦的努力。

全文目录

第1章前言  10-23
  1.1 黄土滑坡的危害及本课题的研究意义  10-16
    1.1.1 黄土滑坡的危害  10-15
    1.1.2 本课题的研究意义  15-16
  1.2 本课题研究的国内外动态及评述  16-19
    1.2.1 关于黄土滑坡机理研究  16-17
    1.2.2 关于黄土滑坡滑带土的研究  17-18
    1.2.3 关于黄土滑坡防治措施的研究  18-19
  1.3 本课题研究的内容、方法和技术路线  19-23
    1.3.1 研究内容  19-20
    1.3.2 研究方法  20
    1.3.3 技术路线  20-23
第2章黄土地区的环境地质条件  23-53
  2.1 区域环境地质条件  24-39
    2.1.1 黄土地层划分及分区  25-27
    2.1.2 黄土地区的地质构造  27-29
    2.1.3 黄土地区的地貌特征  29-33
    2.1.4 黄土地区的气候特征  33-35
    2.1.5 黄土地区的植被  35-36
    2.1.6 黄土地区的水文情况  36-39
  2.2 黄土特性分析  39-53
    2.2.1 黄土的物质组成  39-41
    2.2.2 黄土的微结构特征  41-44
    2.2.3 黄土的物理、水理特性  44-48
    2.2.4 黄土的力学特性  48-53
第3章黄土滑坡的形成条件、分布及特征  53-82
  3.1 黄土滑坡的形成条件  53-58
    3.1.1 黄土滑坡形成的内在因素  53-55
    3.1.2 产生滑坡的诱发因素  55-58
  3.2 黄土滑坡的分布  58-66
    3.2.1 空间分布  59-64
    3.2.2 时间分布  64-66
  3.3 黄土滑坡的特征  66-82
    3.3.1 黄土滑坡的类型  66-67
    3.3.2 黄土滑坡的形貌特征  67-70
    3.3.3 黄土滑坡纵断面特征  70-74
    3.3.4 黄土滑坡的变形特征及运动特征  74-82
第4章黄土滑坡滑带土研究  82-106
  4.1 黄土滑坡滑带土的一般特征  83-89
    4.1.1 黄土滑坡滑带土的常见类型  83-84
    4.1.2 黄土滑坡滑带(面)的宏观特征  84-85
    4.1.3 滑带(面)土体物理、力学特征  85-87
    4.1.4 典型黄土滑坡滑带特征剖析  87-89
  4.2 滑带土微观结构研究  89-98
    4.2.1 滑坡滑动前滑带(面)土的微观结构特征  89-91
    4.2.2 滑坡滑动后滑带(面)土的微观结构特征  91-93
    4.2.3 滑带土变形的微观分析  93-98
  4.3 滑带土变形力学机理研究  98-106
    4.3.1 滑带土变形因素分析  98-100
    4.3.2 滑带土变形破坏规律  100-103
    4.3.3 滑带土变形的力学机理分析  103-106
第5章黄土滑坡形成机理研究  106-140
  5.1 滑坡应力场  106-110
    5.1.1 滑动前斜坡的应力分布  106-107
    5.1.2 滑坡的应力状态  107-110
  5.2 黄土滑坡变形过程分析  110-112
    5.2.1 黄土斜坡的原始应力状态  110
    5.2.2 黄土斜坡的渐进破坏过程  110-112
  5.3 灌溉型黄土滑坡形成机理  112-127
    5.3.1 饱和黄土蠕动液化机理  113-116
    5.3.2 季节性冻融作用机理  116-127
  5.4 暴雨型黄土滑坡形成机理  127-132
    5.4.1 暴雨作用分析  128-131
    5.4.2 暴雨诱发滑坡的作用机理  131-132
  5.5 工程型黄土滑坡形成机理  132-136
    5.5.1 概述  132-133
    5.5.2 黄土斜(边)坡稳定性调查  133-134
    5.5.3 工程活动对黄土斜坡的作用  134-135
    5.5.4 工程型黄土滑坡的形成机理  135-136
  5.6 地震型黄土滑坡形成机理  136-140
    5.6.1 地震力对黄土斜坡的作用  136-137
    5.6.2 地震型黄土滑坡的形成过程  137
    5.6.3 地震型黄土滑坡形成机理  137-140
第6章黄土滑坡运动机理研究  140-171
  6.1 黄土滑坡运动特征  140-150
    6.1.1 黄土滑坡的运动方式  140
    6.1.2 黄土滑坡运动的方向和轨迹  140-144
    6.1.3 黄土滑坡的运动速度  144-150
  6.2 黄土滑坡的堆积特征  150-155
    6.2.1 黄土滑坡的堆积形式  150-151
    6.2.2 黄土滑坡的堆积范围  151-155
  6.3 黄土滑坡运动过程模拟  155-171
    6.3.1 滑坡灾害过程模拟的理论和方法  156-163
    6.3.2 兰州白塔山滑坡的FLAC模拟  163-167
    6.3.3 翟所滑坡运动过程离散元模拟  167-171
第7章黄土滑坡防治措施分析  171-204
  7.1 滑坡防治的目的、意义  171
  7.2 滑坡防治的原则、方法  171-174
    7.2.1 滑坡防治原则  171-173
    7.2.2 滑坡防治方法  173-174
  7.3 防治措施分析  174-183
    7.3.1 预防措施  174-175
    7.3.2 治理措施  175-178
    7.3.3 黄土滑坡的防治措施  178-183
  7.4 黄土滑坡防治实例  183-196
    7.4.1 灌溉型黄土滑坡防治措施  183-186
    7.4.2 工程型黄土滑坡防治措施  186-190
    7.4.3 城镇型黄土滑坡防治措施  190-196
  7.5 滑坡防治工程效益评估模式研究  196-204
    7.5.1 滑坡可能造成损失的费用估算  197-200
    7.5.2 评估模式设计与建立  200-201
    7.5.3 实例分析  201-204
第8章结论与展望  204-208
  8.1 结论  204-206
  8.2 展望  206-208
致谢  208-209
参考文献  209-216
附录一: 黄土滑坡地面位移监测曲线  216-218
附录二: 典型黄土滑坡特征照片  218-223
附录三: 攻读博士学位期间公开发表的论文  223-224

黄土滑坡发育规律及其防治措施研究

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