南方极端冰雪灾害条件下边坡崩塌机理初步研究.pdfVIP

第43卷 第2期 人 民 长 江 Vo1．43。No．2 2012年 1月 Yangtze River Jan．， 2012 文章编号 ：1001—4179(2012)02—0046—04 南方极端冰雪灾害条件下边坡崩塌机理初步研究 杨 艳 霞，祝 艳 波，李 才，余 宏 明 (中国地质大学(武汉)工程学院，湖北 武汉430074) 摘要 ：针对2008年初我 国南方罕见的极端冰雪条件下的岩土坡体崩塌 问题 ，运用岩土体 的水分场、温度场及 应力场三场耦合基本理论 ，采用FLAC 模拟软件 ，对饱和状态下的岩质边坡进行数值模拟计算，从冻结深度 及冻胀变形两个方面揭示 了南方极端冰雪灾害条件下崩塌形成机理 。计算结果表 明，短时间内冻结仅仅发生 在岩土体表层；在冻结过程中，边坡表层质点发生了向自由边界的位移，随着冻结时间的延长，冻胀位移有增 大的趋势。边坡岩土体的冻融损伤只发生在边坡表层 ，因此南方极端冰雪环境下边坡多发生浅层崩滑破坏 ， 并给 出了相应崩塌形成的过程示意 图。 关 键 词 ：极端冰雪灾害；崩塌 ；数值模拟 ；冻结深度 ；冻胀变形 中图法分类号 ：P642．21 文献标志码 ：A 2008年 1—2月初 ，我 国南方 出现的极端冰雪气 加强了雪压作用，冻胀和寒冻作用也得以增加 。 候引发地质灾害 3106处 ，其中崩塌 858处 ，占28％。 (3)后期 的融冰。低温天气结束后 ，随着温度 的 目前鲜有针对我国南方 中低纬度地区冰雪气候下地质 回升，开始出现融冰。这时以热融作用为主。融冰期 灾害类型、冰雪气候和地质灾害的关系研究。选取受 间的集中融水和融水入渗是导致岩土体强度降低 、失 灾最为严重的湖南、湖北 、江西、广西4个代表性省份 ， 稳的关键。在偏北方的地区，夜间温度降至冰点以下， 开展我国南方中低纬度地区冰雪气候与崩塌地质灾害 昼夜温差还存在冻融蠕滑作用。 相关性研究，这项研究不仅对地质灾害防治有着现实 冰雪作用的方式除了与冰雪气候过程有关 ，还与 指导意义 ，同时为完善我国地质灾害防治技术标准提 地质灾害体的地质构造 、岩土性质密切相关 。经区域 供了理论支撑 。 调查发现，2008年南方冰雪灾害诱发的岩体地质灾害 主要是崩塌 。冰雪作用过程对岩体强度影响不大 ，主 1 气候条件特征 要受裂缝内冰冻产生的冻胀力影响，而发生岩体崩塌 。 南方地质灾害发生的类型及其特征与冰雪气候过 2 崩塌类型 程密切相关。南方极端冰雪气候过程经历 3个阶段 ， 在这3个阶段中，冰雪作用的过程如下。 参考寒区对冻土斜坡的划分方式 ，将冰雪不同时 (1)前期低温和降雨过程。这个过程对岩土体的 期的降雪和冰冻过程划分为正冻 、正融、复合型 。 作用与降雨相似 ，包括增加土体 自重、降雨软化作用。 基于2008年初冰雪期间地质灾害的野外调查资料 ，将 (2)中期的降雪、积雪和冰冻过程 。这个过程 中 崩塌地质灾害划分为寒冻劈裂型崩塌和雪蚀崩塌，前 冰雪作用类型丰富，前期降雨滞留在地表岩土体 内的 者发生在正冻期间，见表 1。 水分在低温下冻结，冻胀、寒冻作用明显。而多次的降 对于裂隙节理发育的坚硬脆性岩土体，由于受到 雪和积雪，使地表被雪覆盖 ，冻胀作用明显减弱 ，而雪 冻胀产生的劈裂作用十分明显，其岩体连接结构常被