基于数值模拟的滑坡成因分析
基于三维数值模拟的采动滑坡变形机理分析
基于三维数值模拟的采动滑坡变形机理分析
周泽文;曹新勇;齐门亮
【期刊名称】《科学技术创新》
【年(卷),期】2024()9
【摘要】在深层煤炭资源丰富的地区,采动滑坡是不同于普通滑坡的一种特殊地质灾害,其形成往往是由煤层开采而引起的,以采动滑坡为例,建立三维模型,探讨采动滑坡的变形机理,研究表明:采空区作为采动滑坡产生的“启动因素”,其主要造成坡体应力发生改变从而诱发坡体的滑动;在采动滑坡变形机理分析中划分倾倒拉裂区域是合理的,倾倒拉裂的存在是造成地表位移分布范围远大于煤层开采范围以及促使坡体裂缝发育的关键因素;在今后采动滑坡的治理与防治工作中,应注重对采空区的变形分析制定有针对性的治理措施,以免盲目治理滑坡而忽略采空区问题。
【总页数】4页(P204-207)
【作者】周泽文;曹新勇;齐门亮
【作者单位】宁夏地质工程勘察院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】P642.22
【相关文献】
1.基于FLAC计算机数值模拟的采动影响机理研究
2.基于数值模拟的采动滑坡变形机理研究
3.基于FLAC3D煤层底板采动变形规律的数值模拟研究
4.四川丹巴甲居滑坡动态变形过程三维系统监测及数值模拟分析
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滑坡的稳定性数值模拟分析
３ 改善边坡 的岩 土体 的力 学强度。 ） ４ 合理规划 城镇 建设 。 ）
５ 滑坡 监测 。 ）
表 ２一 ７为模型在各种工 况下计算 平衡 后滑坡体 内的应力 表
状态和位移情况 （ 中位 移为累计 位移 ， 中各值 为最 大值 ） 表 表 。
表 ２ 天然状态下平衡计算结果统计
应力数据／ ａ ＭＰ
特 征的基础上建立地质模型 ， 通过 Ｆ Ａ ３ Ｌ Ｃ Ｄ模拟计 算 ， 获取相关信息 ， 并提 出防治 对策 ， 从而减少滑坡 灾害发生。 关 键词 ： 滑坡 ， 数值模拟 ， 稳定性 ， 防治 措施
中图分类号 ：Ｕ ５ Ｔ ４７ 文献标识码 ： Ａ
０ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ引言
拟分析 ， 并提 出了防治措施 的建 议。
０ ５ ｏＯ １ ．０ ． ０ ７ Ｏｏ０
３ 分析 及 结论
由上述各种工况下应力数据和位移数据统计 表格 可以看出 ：
１ 地下水 的存在 大大弱化 了边坡土体 的强度 ， 其抵抗变形 ） 使
饱和 状态
碎裂岩 滑带 砂 岩
０ １００ ０ ３ ００ ．４ ． １ ０ ０ ３８ ０ ４ ００ ．０ ． ｌ ４ ３ ０Ｏ ０ ２ ００ ．１ ．４
位移数 据／ ｍ
水 平 方 向相 对 位 移 竖 直 方 向相 对 位 移
拉应力 ｌ 压应力 拉应力 ｌ 压应力 指向 坡内Ｉ 坡外 向 指向 上
表 ３ 饱水状态下平衡计算结果统计
应力数据／ ａ ＭＰ 第一主应力 第三主应力 位移数据／ｍ ｃ
Ｉ 向下
１ ７一 ｌ１２ ４ ｅ ３ １ ３ ０ ６ ． ２ ３ ０５ｌ ．８ ． ｅ ２ ０ １ ． 一 ． ．６ ２ ６ ２ ． ２ ｌ ４ ５ ｌ ４ ．７ １ ２ ３ ６
滑坡数据模拟的方法
滑坡数据模拟的方法滑坡是指由于地质条件和外部因素的影响，导致地表或斜坡上一部分土壤和岩石整体向下滑动的现象。
滑坡的发生往往给人们的生命财产安全带来巨大威胁。
为了更好地研究和预测滑坡的发生及其影响，科学家们经过多年的研究，提出了滑坡数据模拟的方法。
滑坡数据模拟是一种基于现有滑坡数据的计算方法，其目的是通过建立数学模型，模拟和分析滑坡的运动过程，以预测滑坡的发生和发展趋势。
这种方法的主要优点是能够通过计算机模拟，实现对滑坡过程的快速重现，从而为滑坡的研究和预测提供有力支持。
滑坡数据模拟的方法主要包括以下几个步骤：1. 数据收集：首先需要收集滑坡发生地的相关数据，包括地质地形、气象条件、土壤岩石性质等信息。
这些数据是进行滑坡数据模拟的基础。
2. 建立数学模型：根据收集到的数据，建立适当的数学模型。
数学模型通常包括力学模型、物理模型和统计模型等。
力学模型用于描述滑坡的力学特性，物理模型用于描述滑坡的物理过程，统计模型用于分析滑坡的统计规律。
3. 参数估计：根据已有的滑坡数据，利用统计方法对模型参数进行估计。
参数估计是滑坡数据模拟的关键步骤，其准确性直接影响模拟结果的可靠性。
4. 模拟计算：利用建立的数学模型和估计得到的参数，进行数值计算和模拟。
通过计算机程序，模拟滑坡过程的发展和演变，预测滑坡的规模、速度和影响范围等。
5. 结果分析：对模拟计算得到的结果进行分析和解释。
通过对滑坡数据模拟的结果进行分析，可以更好地理解滑坡的形成机制和演化规律，为滑坡的研究提供科学依据。
滑坡数据模拟的方法在滑坡研究和防治工程中具有重要的应用价值。
通过模拟计算，可以预测滑坡的危险性，帮助地质工程师和决策者做出合理的决策，保障人民的生命财产安全。
此外，滑坡数据模拟还可以用于滑坡监测和预警系统的建立，提高滑坡的预警能力，减少滑坡灾害的发生。
滑坡数据模拟是一种重要的研究方法，可以通过建立数学模型和模拟计算，预测滑坡的发生和发展趋势。
边坡滑坡成因分析及治理措施
边坡滑坡成因分析及治理措施摘要：以某边坡为研究对象，对滑坡体的滑坡边界特征以滑坡变形特征进行了分析，通过数值模拟法评估了抗滑桩+锚杆的联合支护方案的支护效果。
研究表明，公路滑坡目前变形主要发生在滑坡前缘，后缘存在数道裂缝，坡脚挡墙外移，坡脚外地面尚稳定，未见鼓起迹象，其主要变形表现形式为局部滑塌，属于小型滑坡的规模等级；滑坡形式为牵引式滑坡，在经历较长时期的降雨后，滑坡体发展快速，产生了极其明显的下滑变形现象，并且坡脚的挡墙亦出现了侧向变形、墙顶开裂现象；抗滑桩+锚杆的联合支护结构下的边坡不存在潜在滑动面，边坡稳定性安全系数为1.35，边坡整体处于稳定状态。
关键词：公路边坡；滑坡基本特征；联合支护；稳定性分析0引言随着我国经济建设的飞速发展，基础设施大量新建，这其中就包括边坡工程。
近些年，边坡滑坡导致的事故灾害屡见不鲜，这给社会经济和人民财产安全带来严重危害。
因此，边坡滑坡及处治分析问题已成为当前研究热点之一。
众多科研工作者针对边坡滑坡问题开展了一系列研究，为该领域的研究做出重要贡献。
杨明亮等[1]以某路堑边坡为背景，根据现场勘测资料分析了公路路堑边坡顺层滑坡的基本特征等；同时，通过有限元软件建立三维数值模型，对路堑边坡的治理措施进行了研究。
李政等[2]基于某边坡工程，利用PLAXIS 3D软件建立边坡模型，对比了不同支护方案的支护效果，并进一步优化了支护方案。
王斌等[3]以澜沧江库岸工程为背景，根据现场勘查资料，分析了工程地质环境特征及公路边坡滑坡体的变形特征，深入研究了沿江公路病害分区。
1研究区工程地质条件本文所研究边坡长约260m，病害较为明显的段落约有100m，坡高约25m，边坡小里程至中部地形内凹，大里程坡体位于地形山脊处，后部为水稻田、地瓜田地及居民住宅。
边坡邻近构筑物环境复杂，坡下线路右侧建有4层砖混结构建筑以及龙东大桥，三级坡面筑有2根电杆，边坡左后方距离边坡开口线20m位置坐落一处电塔。
某滑坡的成因分析及处理建议
某滑坡的成因分析及处理建议近年来，因气候变化和人类工程等因素，滑坡灾害频发，给人们的生命财产造成了严重威胁。
本文通过对某滑坡的成因分析，探讨其处理建议。
一、成因分析1.地质构造因素该滑坡位于岩溶地区，其地层中存在多个倾角大、层理互层、节理发育的灰岩层，这些地质条件是滑坡发生的重要因素。
此外，滑坡区域临近盆地垂直的爬坡段，长期下雨会在高比例的流水冲洗崖体，使得崖体的内部发生破碎，直接影响了岩体的稳定性。
2.自然因素气候和降雨变化是滑坡灾害的重要因素之一。
在该滑坡区域，每年7-9月份降雨较为集中，加之地势高、坡度大，注定会发生一定量的滑坡现象。
此外，高强度的降雨还会强化地下水位和流量，进一步降低岩土的摩擦力，加速滑坡的发生和进展。
3.人为因素开发建设是导致滑坡灾害的主要人为因素，包括爆破、挖掘、填筑等工程活动均造成了原有地质体系的破坏。
根据现场监测，该滑坡的发生和进展与早期开采、违法填埋等行为有关。
二、处理建议1.加强监测对滑坡监测应该及时、准确、科学，每日都应该充分监测水位、沉降、变形和裂缝等，这样可以及时掌握滑坡活动的进展，判断滑坡是否需要采取应急措施。
采用遥感技术监测滑坡进程，可以提高监测精度。
2.应急预案制定滑坡应急预案是防范和抵御滑坡灾害的重要手段。
应急预案应详细规定各类应急措施的实施方法、人员分工和责任分工，以确保在滑坡发生时能够及时进行救援和抢险。
3.控制人类活动随着人类活动的不断扩张，滑坡灾害的发生越来越频繁，因此必须加强对相关人类活动的控制，确保人类活动不会对地质环境造成破坏和削弱，同时环保法规和标准要更完善，以加强对开发建设行业的监管。
4.修复生态环境应加强滑坡灾害发生和发展的滑动区域的生态修复，通过植被恢复、重点区域进行集中的防护，消除灾害的潜在。
这样就能够实现重建生态环境的目的，使得山岳、水系的生态环境实现自然复原。
总之，防范和抵御滑坡灾害是地质灾害的一项重要任务。
对于某一滑坡的成因分析，需要从各方面深入探索，以消除滑坡发生和扩散的隐患，达到有效预防灾害的目的。
基于机器学习的滑坡发生机理与预测研究
基于机器学习的滑坡发生机理与预测研究随着全球气候变化和人类活动不断增加，滑坡灾害已成为世界范围内的一大危机。
滑坡是指地表松散物质（如岩屑、泥土、砾石等）在重力作用下由高处向低处运动的现象。
滑坡不仅会带来财产损失和人员伤亡，还会对环境和生态系统造成巨大破坏。
因此，对滑坡发生机理进行深入研究并探究预测方法具有重要的现实意义。
机器学习方法是一类基于数据的人工智能方法，已广泛应用于各个领域。
在滑坡研究中，机器学习方法也已开始应用。
机器学习模型可以利用大量数据来学习并预测未来的滑坡风险，这种方法有望解决传统预测方法的不足和局限性。
研究表明，滑坡与多种因素相关，如降雨、地下水位、地形、土质等。
其中，降雨是最常见的滑坡诱发因素。
降雨过程中，土壤水分的变化可能导致滑坡发生。
地形的坡度和坡向也与滑坡的发生关系密切。
此外，地下水位和土质性质也会影响滑坡的发生。
因此，在基于机器学习的滑坡风险预测研究中，需要考虑和分析这些因素。
在滑坡研究中，传统预测方法主要依靠人工分析和经验判断。
这种方法的结果往往受到人为因素的干扰，且计算效率很低，难以满足现实需要。
相反，机器学习可以直接应用于大量数据来学习和预测滑坡风险。
例如，可以利用支持向量机（SVM）或神经网络（NN）等算法来构建预测模型。
这些模型可以利用历史滑坡数据来学习和评估不同因素对滑坡风险的影响，并预测未来滑坡的风险。
预测结果可以及时通知相关部门，以便采取控制措施，减少损失和伤亡。
然而，基于机器学习的滑坡风险预测也存在一些挑战。
首先，机器学习模型需要大量的数据来训练和评估。
而在滑坡预测中，数据质量和数量都是问题。
其次，滑坡涉及到多个影响因素，如降雨、地形、土质等，这些因素的复杂性也会影响模型的精度和可靠性。
因此，在进行滑坡预测研究时，需要考虑数据质量和有效性，以及影响因素的综合性和复杂性。
在国内，滑坡灾害已经成为自然灾害中的重要类型。
近年来，随着地球物理、遥感技术的快速发展以及滑坡数据采集技术的不断提升，机器学习在滑坡研究中的应用也不断增加。
浅谈滑坡监测预警及其诱发因素
浅谈滑坡监测预警及其诱发因素滑坡是指在地质条件恶劣的地方，由于地面失稳而导致坡面向下滑动的现象。
滑坡不仅可以造成人员伤亡和财产损失，还可能对环境造成永久性破坏。
因此，及时监测和预警滑坡的发生是非常必要的。
滑坡的监测方法主要包括物理监测、遥感监测和数值模拟等。
其中，物理监测包括地震监测、位移监测和应力监测等，遥感监测则是利用卫星和航空设备进行观测和成像，以判断地表的变化情况。
数值模拟则是通过运用数学模型对不同因素对滑坡的影响进行模拟，以便合理地预测滑坡发生的时间和地点。
滑坡的诱发因素主要是地质结构、地震、水文因素、人类活动等。
地质结构是滑坡产生的主要因素之一，如地面的坡度、地层的稳定性、岩石种类等都会影响滑坡的概率。
地震也是滑坡的重要诱因，由于地震会产生不同幅度的地面震动，这种震动会破坏地面的稳定性。
水文因素指作用于滑坡体上的水分，如降雨、融雪等，这些因素会引起滑坡体内部压力的改变，从而导致滑坡。
人类活动也会对滑坡的发生产生影响，比如采矿、城市化、水利工程等活动都会改变地质环境，从而导致地面失稳。
当发现滑坡的迹象时，需要及时采取措施进行监测和预警。
通过物理监测，如位移监测等，可以实时监测滑坡的变化情况。
当监测指标超过预警值时，需要采取措施进行预警，以便对可能的危险进行预先准备。
此外，为了预防滑坡的发生，还需要加强对地质结构、水文因素的了解和研究，尽量减少人类活动对自然环境的影响。
总的来说，滑坡监测和预警是保障人民生命安全和财产利益的重要手段，需要我们加强研究和实践，以便在可能的滑坡事件中减小损失，实现安全社会的目标。
抗滑桩处理路堤滑坡的数值模拟
抗滑桩处理路堤滑坡的数值模拟
随着交通基础设施的不断建设，路堤滑坡成为限制公路建设的主要难题之一。
如何解决路堤滑坡问题成为当前公路建设领域研究的热点之一。
抗滑桩是一种经济、可行、有效的路堤防护措施。
本文通过建立数值模型，探究了抗滑桩处理在路堤滑坡防护中的优化设计方法。
首先，利用FLAC3D数值模拟软件建立了路堤滑坡稳定性模型，确定了加权拉普拉斯算子边界条件，建立了土体本构模型和抗滑桩的边界条件。
在给定荷载条件下，得到了路堤的初始应力状态和挖掘斜坡稳定性分析结果。
其次，分析了抗滑桩的基本工作原理，并通过分析抗滑桩的工程实例，确定了抗滑桩的参数设置及设计方法。
将抗滑桩设置在挖掘斜坡下方，采用钢筋混凝土桩和灌注桩相结合的方式，实现抗滑桩和土体之间的相互作用。
然后，对比了未设置抗滑桩和设置抗滑桩两种情况下的路堤滑坡稳定性分析结果。
结果表明，在相同荷载条件下，设置抗滑桩可以显著提高路堤的稳定性，减小路堤滑坡的危险程度。
最后，通过敏感性分析探讨了抗滑桩参数设置对路堤稳定性的影响。
结果表明，抗滑桩的长度和间距是影响路堤稳定性的重要因素，建议在设计过程中应根据具体施工条件和土层特性对抗滑桩的参数进行适当调整和优化。
综上所述，本文通过建立数值模型，探究了抗滑桩处理在路堤滑坡防护中的优化设计方法，为公路建设领域的工程设计和施工提供了一定的理论和实践参考。
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基于数值模拟的滑坡成因分析
摘要：滑坡是一种常见的地质灾害，对于滑坡的稳定性分析也是十分必要的。
该篇以某市某区一中型浅层土质滑坡为例，利用Geo-studio软件进行数值模拟，
对该滑坡的成因进行分析。
关键词：滑坡；成因；数值模拟
一、滑坡基本特征
根据勘察结果，该滑坡后缘边界经人为建筑及耕种等活动改造后不明显，但
错动的台坎（局部被人为改造成缓坡状）局部可见，后缘住户房屋未见明显变形
迹象，滑坡体中部曾经出现的数条鼓胀裂隙也被耕种等人类活动破坏，滑坡前缘
局部出现推倒临时片石挡墙的小规模滑塌，因此划分该滑坡边界如下：滑坡后缘以后错动的台坎（局部被人为改造成缓坡装）为界，前缘边界为千
枚岩出露处的陡坎，滑坡左右边界以错动的台坎（局部被人为改造成缓坡状）为界。
该滑坡平面整体呈圈椅形，最宽约330m，最长处约100m，坡向为东北向，
总体地势西南较东北高，坡向约45°，平均坡度为20°，坡度变化较大，上部平缓，下部较陡；坡体前缘为某湖岸坡，高程为321m，后缘高程为347m，高差为26m。
滑坡整体滑动方向为52°，滑体平均厚度约为6m，体积约为13.5×104m3，为中
型浅层土质滑坡。
图1 该滑坡工程地质剖面图
二、成因分析
该滑坡的主要变形破坏形式为整日蠕滑、局部滑塌，滑面为直线—折线型，上部表现为
蠕滑，下部表现为牵引式，为一中型浅层土质滑坡。
研究区内滑坡坡度较陡，该地形为滑坡的形成提供条件。
滑坡体上第四系的层人工杂填土、粉质粘土和志留系全风化千枚岩，土体结构较为松散，当降水时雨水就沿着孔隙、裂隙
渗入土体，加上水的浸润作用使土体的自重增大，土体的抗剪强度降低。
同时由于下伏基岩
强风化千枚岩透水性较差，相当于相对隔水层，使得全风化千枚岩与下伏基岩接触面之间形
成排泄通道，地下水沿基岩顶面流动，这大大降低了接触面之间的摩阻力。
又因为千枚岩自
身层理较发育，层理表面光滑，全风化千枚岩遇水后易泥化、质软，物理力学性质变差，从
而使得第四系的人工填土、粉质粘土和志留系全风化千枚岩沿着基岩顶面滑动，使滑坡的中
部及后缘地表出现裂缝，滑坡前缘片石挡墙局部已经滑塌，在坡体覆盖图层较薄的区域容易
形成局部滑塌与坡面泥流。
下面对滑坡力学机制进行数值模拟，使用的是Geo-studio软件中的SIGMA/W模块进行模
型建立和计算。
图4 水平方向位移分布云图
三、结论
综上所述，（图2—4）从最大剪应力分布云图上可以看出，滑坡最大剪应力主要沿着坡
体内部软弱带分布，在坡脚剪出口剪应力达到最大。
这进一步验证了坡体内部软弱层岩土体
特征对滑坡的滑动具有控制作用。
从水平方向总应力分布云图可以发现，滑坡前缘形成剪应
力集中，前缘局部超过土体的抗剪强度，发生局部变形，即在前部形成拉张裂缝，而滑坡前
部拉张裂缝的形成使局部变形，后缘形成临空面，发展为新的应力集中，如此累计进行破坏，使斜坡整体变形，在降水或其他外营力作用下最终引发滑坡。
从水平方向位移分布图可以看出，滑坡前部较中部及后缘水平方向位移大，这是由于牵引式滑坡是滑坡的前部先发生滑动，破坏滑坡中部和后缘平衡状态，同时为中部和后缘的滑动提供滑动空间，这很好的符合了牵
引式滑坡的变形位移特征。
参考文献：
[1]GEO-SLOPE International Ltd.，岩土应力变形分析软件SIGMA/W用户指南[M]，北京：
冶金工业出版社，2011
[2]DZ/T0219-2006，滑坡防治工程设计与施工技术规范[S]，中华人民共和国地质矿产行业标准，2006
[3]林孝松、许江，滑坡灾害复杂性特征研究[J].水土保持研究。