黄土崩塌破坏模式及离散元数值模拟分析.pdf

《黄土崩塌破坏模式及离散元数值模拟分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2011／19(4)-0541—09黄土崩塌破坏模式及离散元数值模拟分析木王根龙①②张茂省①苏天明③曾庆铭①(①中国地质调查局西安地质调查中心西安710054)(②中国科学院工程地质力学重点实验室北京100029)(③交通运输部公路科学研究院北京100088)摘要黄土崩塌是黄土高原区最常见、致灾最为严重的一种地质灾害。首先，从黄土地形地貌、黄土类型及结构、黄土垂直节理、坡脚侵蚀、降雨、人类工程活动等方面分析了黄土崩塌的成因，认为黄土中的垂直节理和坡脚侵蚀作用是造成黄

2、土崩塌的主要原因；其次，通过野外黄土崩塌变形破坏特征及地质现象分析，将黄土崩塌归纳为拉裂一坠落式、拉裂一倾倒式、拉裂一下挫式和拉裂一滑移式4种主要破坏机制，并概化出了各类破坏示意图；通过离散元数值模拟，对黑龙沟黄土崩塌的形成破坏过程进行了再现和分析，其破坏过程为侵蚀剥落一坡脚局部凹进一垂直节理张开一下挫解体一堆积坡脚。关键词垂直节理黄土崩塌坡脚侵蚀破坏机制离散元数值模拟中图分类号：P642．21文献标识码：ACoLLAPSEFAILUREMoDESANDDEMNUMERICALSIMULATIoNFoRLoESSSLoPESWANGGenlong①②

3、ZHANGMaosheng①SUTianming③ZENGQingming①(①anCenterofGeologicalSurvey，ChinaGeologicalSurvey，Xian710054)(②yLaboratoryofEngineeringGeo—Mechanics，ChineseAcademyofSciences，Belting100029)((~ResearchInstituteofHighway，MinistryofTransport，Beijing100088)AbstractLoesscollapseisatypeofveryc

4、ommongeologicaldisastersintheloessplateauareaofNorthwestChi-an．Atfirst，thispaperstudiesloesstopography，loesstypeandstructure，loessverticaljoints，slopeerosion，rainfallandhumanactivities．Theresultsshowthatboththeverticaljointsinloessanderosionatthetoeofslopearethemaincausesofloes

5、scollapse．Secondly，basedonfieldinvestigationandanalysisonthegeologicalphenomena，fourtypicalfailuremodesareputforwardtodescribedifferenttypesofloesscollapses．Theyaretensilecrack—falling，ten—silecrack—toppling，tensilecrack—subsidingandtensilecrack—sliding．Bymeansofdiscreteelement

6、method，atypicalloessslopeofHeilonggouissimulated．Thefailureprocessofloesscollapseincludeserosionflaking，localrecessing，verticaljointsopening，dropbreakup，accumulationatthetoeoftheslope．Researchfindingsinthepaperaresignifi—canttopreventionandtreatmentforloesscollapseintheloesspla

7、teauareaofNorthwestChina．KeywordsVerticaljoints，Loesscollapse，Toeerosion，Failuremechanism，DEMnumericalsimulation收稿日期：2011—05—20；收到修改稿日期：2011—06—15．基金项目：中国博士后科学基金(20090450565)交通部西部交通建设科技项目(200831822353)．第一作者简介：王根龙，主要从事岩土工程、地质工程等方面研究工作．Email：wang2006@mail．iggcas．ac．cnJournalofEng

8、ineeringGeology工程地质学报20111引言2黄土崩塌的形成条件黄土(Loess)是一种第四纪松