斜坡失穩(wěn)的非線性過程與物理預(yù)報講義講稿

斜坡失穩(wěn)的非線性過程與物理預(yù)報常用穩(wěn)定性評價方法方法：1、工程地質(zhì)類比法2、數(shù)值方法3、剛體極限平衡方法評價：1、數(shù)值方法：用于評價斜坡演化規(guī)律性，定量使用，定性評價，存在許多問題；2、極限平衡法：（1）不能考慮斜坡的滑動位移；（2）不能解釋安全系數(shù)<1的斜坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，而>1的發(fā)生了滑坡這樣的事實；（3）不能回答在暴雨條件下，即使兩個斜坡的各種條件相同或相近，為何一個發(fā)生了滑坡，而另一個處于穩(wěn)定狀態(tài)的問題。結(jié)論：

以上方法不能反映在失穩(wěn)時的滑坡不連續(xù)行為，評價結(jié)論常帶有主觀人為性。

需要發(fā)展新的穩(wěn)定性分析方法。

對水的作用認識物理作用：靜水壓力，動水壓力；降低力學參數(shù)?；瘜W腐蝕作用。有沒有新的作用？水的本質(zhì)作用是什么？常用滑坡預(yù)報方法經(jīng)驗方法統(tǒng)計預(yù)報

缺乏物理基礎(chǔ)，不僅所用參數(shù)的物理意義不明確，而且預(yù)報結(jié)果與選用不同蠕變階段的數(shù)據(jù)有關(guān)，常帶有很大的主觀隨意性。正如Rat指出的：統(tǒng)計預(yù)報方法一般是很不可靠的，常常是有“詭計”的。成功之路：

滑坡時間預(yù)報研究要取得重大進展，必須從統(tǒng)計預(yù)報轉(zhuǎn)向物理預(yù)報。預(yù)報指標的選擇常用位移或位移速率

1、多大的位移或速率(降雨)可以表明發(fā)生滑坡，因坡而易。2、其物理意義不明確。結(jié)論：

需要明確物理意義的新指標。位移時間降雨對斜坡演化非線性特征的認識對快速滑坡，存在從蠕變到突變的不連續(xù)行為；某些滑坡演化存在者混沌特征，滑坡預(yù)報必須有可預(yù)報時間尺度限制；是一種從無序到有序行為。斜坡演化過程混沌的研究以往的混沌研究是依據(jù)滑坡監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計研究未解決：

1、混沌產(chǎn)生的物理機制與模型？2、導致混沌的條件和道路是什么？3、混沌與哪些力學參數(shù)有關(guān)？滑動過程的抗剪性能（巖橋）1、裂紋貫通，巖橋斷裂2、剪切階段：臺階型或鋸齒型滑面，滑動、滾動摩擦3、滑動階段：受巖粉顆?？刂苿傮w極限平衡方法的適用性適用于滑動面介質(zhì)為單一介質(zhì)；或適用于多種介質(zhì)同時達到峰值強度；而實際滑動面可能由多種介質(zhì)組成，如彈脆性，彈塑性，應(yīng)變軟化，應(yīng)變硬化等。也不可能同時達到峰值強度。

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滑面由兩種介質(zhì)組成的平面滑動斜坡斜坡平面滑動失穩(wěn)——本構(gòu)模型滑動面簡化為兩種介質(zhì)；介質(zhì)1是彈脆性的或是應(yīng)變硬化的，介質(zhì)2是應(yīng)變軟化介質(zhì)。

介質(zhì)2介質(zhì)1θHuubu2位移uu1介質(zhì)2介質(zhì)1剪應(yīng)力

圖2軟弱夾層兩種不同介質(zhì)的本構(gòu)曲線圖1斜坡平面滑動失穩(wěn)的力學模型斜坡平面滑動失穩(wěn)——本構(gòu)模型介質(zhì)1（彈脆性）本構(gòu)方程：

式中，ub為對應(yīng)于巖塊被剪斷時的臨界位移；u2是當不規(guī)則的不連續(xù)面被磨平時的位移；Ge1和Ge2分別是對應(yīng)于u<ub和ub

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u2的剪切模量。介質(zhì)2（應(yīng)變軟化）本構(gòu)方程用Weibull分布模式描述：式中，Gs是初始剪切模量；u0為平均應(yīng)變的測度；m稱為均勻性指標。m越大，材料的均勻性及脆性程度越大，其應(yīng)變軟化性質(zhì)越明顯，我們也可稱m為脆性指標。圖不同m值的應(yīng)變軟化介質(zhì)的本構(gòu)曲線

斜坡衫平面言滑動蛋失穩(wěn)放——攝突變籃模型失穩(wěn)伐必要專條件燈：參數(shù)k為滑岡面介妥質(zhì)彈罩脆性基區(qū)段籠的剛狼度ke騰=G湖el拳e/馳h與應(yīng)習變軟回化性赤質(zhì)區(qū)仙段介初質(zhì)峰兆后剛端度的姿絕對援值ks勢=m議Gs撞lsex呈p[頭-(m+1巾)/m]]/h之比輸，稱鵲之為剛度哪比。位移u介質(zhì)2介質(zhì)1剪應(yīng)力

在其咸它參疑數(shù)不隱變的縱情況始下，k隨m的增沫大而裹減小。m值越痛大（剛偵度比飲越小澡），即材拖料的葵均勻羽性或卵脆性錯程度克越高錄，越拋易引添發(fā)突古變。斜坡搜平面遙滑動乞失穩(wěn)泉——儉突變泰模型失穩(wěn)爐充要狐條件撤是分月叉集漁方程錘滿足軍：bax路徑A

突變b2b1平衡曲面路徑BO1B′BA′A

分叉集

控制平面斜坡鋸失穩(wěn)董與剛度甩比k和材料哲均勻錦性指農(nóng)標m有重占要相呈關(guān)性正。斜坡持平面言滑動普失穩(wěn)顛——麗水的踩新作晨用機策制圖累圍壓閣6.拼9M激pa露時，點孔隙婚水壓燦力對黑石灰雞巖脆題性—循—延旗性轉(zhuǎn)武移的召影響從圖始看出公，隨汗巖石育含水伐量的華增加迷，峰轎后曲極線斜導率變磁陡，湖峰后殲剛度稀增大示，即m增大螞與剛帶度比k減小果，這痛將易澤于發(fā)濟生突勞變發(fā)訴生滑詞坡。這說哈明水侮還有盆一種箱更重眼要的端作用佳——潤增大核材料杏均勻梅性（舅脆性喚）和來降低望剛度瓜比的糾作用炭?？紫端畨毫?MPa)：6962.155.241.427.6013869變形差應(yīng)力(Mpa)失穩(wěn)柔有序境的本載質(zhì)!斜坡牙平面智滑動吳失穩(wěn)色—分高叉集曲與蠕魄變?nèi)I階段時間t減速階段勻速階段加速階段蠕滑位移u失穩(wěn)b

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圖貼考尊慮粘巴滯力祥的剪院應(yīng)力復(fù)模型失穩(wěn)盟判據(jù)支：D=4a3+2析7b2=0該式洪是一街個各吊參數(shù)叼具有去明確腰意義撫的非怎線性御動力派學模斷型或眼物理數(shù)預(yù)報輩模型社，只失要根筆據(jù)室屆內(nèi)實驅(qū)驗和位現(xiàn)場喉調(diào)查食確定谷了各班力學掃與幾雨何參滴數(shù)，拆就能改對滑百坡的品變形儉規(guī)律艙作出洪預(yù)測浴。斜坡普平面貿(mào)滑動判失穩(wěn)恒——為非線扁性動喜力學促模型玩的反診演1、獻因為媽實測歷的序押列為核（u,t），圖所以濟必須蘇把(x,t)序淘列轉(zhuǎn)騙換為以（u,t）序燙列。2、拾反演貫方法可用猴我們蔬提出熱的改誰進B舍ac鹿ku些s廣重義線曾性反喪演理勝論求剛解。瓣求解咳后，惡可算領(lǐng)出a,b值，敞進行蔬預(yù)測冒。再馬根據(jù)D值的默變化洲判斷皆斜坡及的穩(wěn)窯定性蹄。根據(jù)些觀測沃位移允數(shù)據(jù)折可反峽演力友學參粒數(shù)模型方法雞鳴聲寺滑任坡—軌—背群景知雕識19界91盟年6皺月2除9日舉凌晨站，湖原北省臉秭歸紋縣雞多鳴寺勾發(fā)生辮了滑穩(wěn)坡，娃體積刮60恥萬m3。由趁于滑河坡預(yù)敵報及陷時準哲確，隨避免財了重霧大的揉人員雀傷亡餅和財營產(chǎn)損哀失。雞鳴錫寺滑意坡為骨一人夠類活曾動誘瞇發(fā)的竭巖質(zhì)牧順層執(zhí)滑坡隊，滑灰坡體還巖性牽為堅蹦硬石牽灰?guī)r攻夾軟巖弱泥走質(zhì)灰慣巖組拔成，眠巖層心傾角頁基本餃與坡卷角一陪致，耍約為錘35

。坡咳頂高后程1溝29醫(yī)6m納，坡搏腳處蹲采石舒場堆苗石平喇臺面蠻高程甜25看0m殘，其戶中坡冤腳高詠程3雁00稅-3值10預(yù)m以駁下巖異層被置水泥鴉廠開瘦采。決滑動勸面為基軟弱豪泥灰出巖夾推層，儲在長戚期采榮石爆藥破震脈動和溝降雨壺的條碧件下疏，坡縱體開圣始變紗形。雞鳴敏寺滑倦坡—摸—地偉質(zhì)剖菜面35

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080160240320400480560640500200300400F4F2F1采石場滑坡體堆石高程(m)圖例:石灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r斷層水平距離(m)雞鳴鏡寺滑衛(wèi)坡剖伏面圖雞鳴虹寺滑余坡—巨—突身變特績征值戰(zhàn)D的棟變化圖8賓雞鳥鳴寺蔬滑坡糾c4腫測點旺位移正和值隨餐時間經(jīng)的變梨化|D|值帥在等速顧蠕變袖階段籃呈現(xiàn)掉比較展穩(wěn)定睡的變通化，變戴幅（地|

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3.丟27煮）很榮?。缓诩痈顾偃錃庾冸A辦段開鉤始后追，|D|值陡增（增宋幅分蒜別為錫：7溝1.耀48遷,俯28攤6.與42獎,灑93川26騰）出族現(xiàn)一送峰值達點，圓而后腳迅速秀降低桐，在臨近貿(mào)失穩(wěn)擋時，熊接近韻于零。我抽們可童以根伍據(jù)這翻一特柔殊現(xiàn)毅象，紐奉判斷夕滑坡?lián)У陌l(fā)卸生。木城啞澗礦圖療木爽城澗族礦千醉軍臺賞坑7觀41遍00初3工灰作面推頂板姐沉降騰觀測遮記錄監(jiān)測注數(shù)據(jù)做無規(guī)援律性伸時，D值也條有類粘似規(guī)章律。逢推薦D值可蘋作為謙判別湊斜坡么穩(wěn)定塘性的謹重要鏈指標雞鳴刑寺滑僵坡—淚—根婦據(jù)位伴移觀票測數(shù)他據(jù)反辛演力跑學參妙數(shù)的望方法根據(jù)槐反演稍出的a和b值，壯可估劉算m、k和

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