黄土滑坡流滑机理的分析

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1、上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：周永习日期：2009年2月2日上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检

2、索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□√。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：周永习指导教师签名：张得煊日期：2009年2月2日日期：2009年2月2日上海交通大学硕士学位文第一章绪论第一章绪论1.1选题的依据和意义我国黄土覆盖面积广阔，黄土高原东起太行山，西至乌鞘岭，南连秦岭，北抵长城，主要包括山西、陕西、甘肃、青海、宁夏、河南等省部分地区，面积40万平方公里，为世界最大的黄土堆积区。高原地区气候干旱，降水集中，植被稀疏，水土流失严重。地震或者灌溉等因素引起的高速远程黄土滑坡是黄土地区最大的灾害之一。192

3、0年，海原大地震（M=8.5级）引起山崩地裂，河流堵塞，交通断绝，房屋倒塌，震区人民的生命财产造成了极大的损失。当时各县上报的损失为：死亡计234117人，倒塌房屋、窑洞达50万间之多，景象十分悲惨，地震触发了大规模的山[1]体滑坡，许多滑坡出现了沿缓倾角坡面滑移距离达数公里的流滑现象。最近的2006年10月6日9点30分左右，陕西省华县大明镇的高楼村发生了大面积黄土滑坡，5万多立方的滑坡体瞬间将94间房屋摧垮，13人被埋在倒塌的房屋中，导致12人死亡，直接经济损失655万元。事故发生后，引起了社会各界的广泛关注。该滑坡位于黄土台塬边缘，台塬面上的水库灌溉渠年久失修、严重老化破损，导致灌溉水

4、向坡体内渗漏是诱发滑坡发生的一个重要因素。滑坡体积虽然不大，但是滑坡启动后又沿着坡度10度左右的缓坡面以每秒4米左右的速度滑移了1公里左右，具有明显的流滑特点。这些高速远程滑坡的流滑行为是造成重大灾害的主要原因，所以对黄土滑坡流滑机理的研究有着十分重要的意义。流滑是指在土体构成的边坡中发生的近似于塑性流动的一种高速远程滑坡现象，对于流滑机理的研究一直是国内外学者关注的一个热点，最初对流滑破坏做较[2]为详细的研究是前国际岩土学会主席Ishihara教授，他对1989年1月23日在前苏联塔吉克斯坦首都杜尚别市市郊发生5.5级地震时发生的滑坡作了调查，发现在坡度5度以下的风成黄土中形成了大规模的

5、黄土滑坡，向前流滑了2公里左右。认为其成因是由于农业灌溉水湿化了7-17米的黄土层，地震时饱和黄土液化所导致的。[3]Seed认为地震诱发滑坡的机理是疏松的饱和砂土在地震作用下由于孔隙水压[4]的产生，导致土体剪切强度丧失而造成的。Hutchinson等提出了流动性滑坡的发生机理在于：斜坡土体由于受外荷载的影响产生结构溃毁，在滑坡高速运动的过程中形成了不排水荷载效应，导致孔隙压力的增加，剪切强度下降，从而滑坡呈高速运1上海交通大学硕士学位文第一章绪论动。上述研究结果突出强调了斜坡土体必须有较疏松的初始结构作为前提。Sassa等[5,6]发现在1995年日本阪神地震和2004年10月23日的新

6、泻中越地震时，在具有中密-密实土体结构的斜坡中也能发生高速远程滑坡，并使用可模拟地震时滑坡发生过程的不排水反复剪切环剪试验仪进行了试验研究，发现在地震力的作用下土体颗粒发生破碎，在不排水剪切状态下会导致较高的超孔隙水压的产生，提出了滑坡面液化的概念来解释地震时发生的高速滑坡的机理。近十多年来我国学者对黄土地区地震时发生的流滑现象作了大量研究工作，取得了许多重要的成果，大多数的研究者都认为黄土流滑现象是由饱和黄土的液化所造成。[7,8]张得煊等在对西吉滑坡和华县滑坡做了多次调查和大量的室内试验后指出：西吉滑坡流滑的主要原因是地下水饱和的黄土层在地震过程中发生了液化，液化之后的土体在重力的驱动下

7、发生了高速远程的滑坡；华县滑坡的主要原因是灌溉渠的漏水导致了坡体黄土饱和后强度下降，在重力作用下发生了流滑破坏。[9,10]王家鼎曾对甘肃永靖县黑方台滑坡一部分进行了调查，发现这些滑坡具有呈塑性流动状态的特点。[11]Shreve在1968年提出了气垫效应。我国的一些学者也试图用气垫效应来解释[12,13]大型高速滑坡的机理问题，邢爱国等以云南头寨沟滑坡为例，通过计算认为，大型高速岩质滑坡在启程活动阶段由于高