岩土体与场地条件作用下的滑坡碎屑流运动机制研究

灾难性滑坡碎屑流的现场调查和资料分析表明，滑坡碎屑流的运动机制不仅具有体积-高程效应，还显著地受岩土体和下垫面场地条件的作用，其作用机制是滑坡致灾强度和区域的预测、评估以及工程治理需要解决的关键问题。本书从滑坡的岩土体特征和运动的场地条件出发，运用室内土工试验、模型试验、滑坡资料分析、数值模拟分析等方法，研究了岩土体参数和场地条件对滑坡碎屑流运动参数的作用机制。内容包括滑坡岩土体土工试验、滑坡碎屑流运动模型试验、运动参数与影响因素分析、不同场地类型的滑坡碎屑流运动特征分析、滑坡碎屑流运动数值模拟研究和对拦挡结构的运动冲击特征，可为滑坡碎屑流减灾防灾和工程治理提供技术参考和科学依据。本书可供国土资源、交通、水利水电等部门的地质和岩土工程技术人员及高等院校有关专业师生参考。

前言
第1章 滑坡碎屑流运动机理概述 1
1.1 概述 1
1.2 滑坡碎屑流运动机理 2
1.3 滑坡碎屑流运动参数 3
1.4 结论 4
主要参考文献 4
第2章 滑坡模型参数试验 7
2.1 室内直剪试验 7
2.1.1 土样制备 7
2.1.2 试验步骤 9
2.1.3 试验成果及分析 10
2.2 直剪试验数值计算 13
2.2.1 PFC2D直剪模型 13
2.2.2 粗粒含量对c、φ值的影响 15
2.2.3 颗粒形状对c、φ值的影响 19
2.3 结论 22
主要参考文献 23
第3章 滑坡运动试验研究 24
3.1 滑坡模型试验 24
3.1.1 试验装置 24
3.1.2 试验内容 24
3.1.3 数据获取 25
3.1.4 典型滑坡运动过程 26
3.2 试验成果分析 28
3.2.1 滑坡前缘速度分布 28
3.2.2 滑坡堆积体分布 32
3.2.3 滑坡运动距离 35
3.2.4 讨论与分析 36
3.3 结论 38
第4章 坡度与颗粒级配对滑坡前缘运动速度作用的试验研究 40
4.1 试验和方法 41
4.1.1 场地坡度 41
4.1.2 材料 41
4.1.3 数据获取 42
4.2 前缘速度 42
4.3 坡度与岩土体对前缘速度的影响 44
4.3.1 坡脚坡度对运动速度的影响(M3) 44
4.3.2 不同岩土体材料对运动速度的影响(α=45°) 46
4.4 滑坡碎屑流的速度分布 47
4.5 碎屑流运动的能量线模型 49
4.6 结论 49
主要参考文献 50
第5章 滑坡运动参数与影响因素试验的敏感度分析 52
5.1 滑坡运动参数与体积 52
5.2 坡脚下水平运动距离的影响因素敏感度分析 54
5.2.1 因素对水平运动距离的影响特征 54
5.2.2 水平运动距离的影响因素敏感度分析 55
5.3 等效摩擦系数 56
5.3.1 等效摩擦系数的特征 56
5.3.2 等效摩擦系数的影响因素的敏感度分析 57
5.4 坡度和颗粒级配对运动参数的作用机制分析 59
5.5 结论 59
主要参考文献 60
第6章 地形因子对滑坡运动参数的影响研究 62
6.1 滑坡的运动参数与地形 62
6.2 滑坡坡度特征 63
6.3 滑坡体积与滑坡运动参数的关系 67
6.4 地形因素对滑坡运动参数的影响 69
6.4.1 滑坡体积1×104m3≤V<10×104m3 69
6.4.2 滑坡体积10×104m3≤V<100×104m3 72
6.4.3 滑坡体积V≥100×104m3 74
6.5 结论 77
主要参考文献 77
第7章 坡脚型与偏转型场地对滑坡运动作用研究 79
7.1 坡脚型滑坡 80
7.1.1 坡脚型滑坡特征 80
7.1.2 未考虑地形影响的坡脚型滑坡运动距离 84
7.1.3 地形因素对坡脚型滑坡的运动距离的影响分析 85
7.2 偏转型滑坡 86
7.2.1 偏转型滑坡特征 86
7.2.2 未考虑地形影响的偏转型滑坡运动距离 89
7.2.3 地形因素对偏转型滑坡的运动距离影响分析 90
7.3 结论 92
主要参考文献 92
第8章 河流型场地的滑坡堵江判别 94
8.1 无明显受河流阻止的滑坡数据 94
8.2 滑坡等效摩擦系数 96
8.3 滑坡水平运动距离的预测 97
8.4 滑坡堵江判别 98
8.5 结论 99
主要参考文献 100
第9章 灾难性地震和降雨滑坡体积与运动距离研究 102
9.1 我国灾难性滑坡概况 102
9.2 滑坡等价摩擦系数 105
9.3 滑坡优选水平距离 106
9.4 滑坡优选垂直距离 109
9.5 结论 111
主要参考文献 111
第10章 非接近受阻地震滑坡运动距离的影响因素及机制分析 114
10.1 概述 114
10.2 地层岩性 118
10.3 地震烈度对运动距离的影响 120
10.4 岩层倾向与坡向夹角对运动距离的影响 121
10.5 场地条件 123
10.6 结论 126
主要参考文献 126
第11章 滑坡碎屑流运动数值模拟研究 129
11.1 概述 129
11.2 滑坡碎屑流PFC2D数值模拟原理 129
11.2.1 力-位移定律 130
11.2.2 运动定律 130
11.2.3 接触本构模型 130
11.2.4 阻尼 131
11.2.5 时步 132
11.3 PFC2D滑坡碎屑流模拟 133
11.3.1 滑坡碎屑流数值模拟模型 133
11.3.2 计算工况 135
11.3.3 可行性分析 136
11.4 数值模拟计算分析 140
11.4.1 坡脚型场地条件 140
11.4.2 阶梯型场地条件 144
11.5 东河口高速滑坡-碎屑流运动过程模拟 147
11.5.1 高速滑坡-碎屑流运动模拟机制 147
11.5.2 东河口滑坡运动概况 147
11.5.3 东河口滑坡模拟模型 149
11.5.4 计算结果分析 153
11.6 结论 156
主要参考文献 157
第12章 滑坡碎屑流运动对拦挡结构的冲击研究 158
12.1 滑坡碎屑流冲击实验研究 158
12.1.1 实验材料物理参数 158
12.1.2 实验装置 160
12.1.3 实验设计 161
12.1.4 实验结果与分析 162
12.1.5 挡土墙上的冲击力分布 164
12.2 碎屑流冲击挡墙的土拱效应研究 171
12.2.1 PFC2D碎屑流模拟模型 171
12.2.2 计算结果分析 173
12.2.3 碎屑流冲击挡墙的土拱效应 174
12.2.4 碎屑流速度对土拱效应的影响 175
12.2.5 土拱效应的形成特征 176
12.2.6 土拱效应对碎屑流冲击力的影响 178
12.2.7 土拱效应在实际工程中的表现 179
12.3 碎屑流冲击挡墙的影响因素 180
12.3.1 计算工况 181
12.3.2 影响因素类型 181
12.3.3 因素影响结果分析 184
12.4 结论 195
主要参考文献 196