近年來在黃土地區(qū)由于灌溉水誘發(fā)的流滑（Flow slide）型高速滑坡時(shí)有發(fā)生，這種滑坡具有速度快、滑程遠(yuǎn)、沖擊破壞力強(qiáng)的特點(diǎn),往往會(huì)造成重大的災(zāi)害事件。本研究將以2006年發(fā)生的陜西華縣高樓村滑坡和甘肅省永靖縣黑方臺(tái)塬邊滑坡群為背景，通過在大應(yīng)變條件下黃土的三軸剪切試驗(yàn)研究，建立黃土穩(wěn)態(tài)強(qiáng)度理論的基本模式和流滑破壞的判別方法。還對(duì)黃土在高速剪切過程中,摩擦系數(shù)與土體結(jié)構(gòu)剪損破壞時(shí)產(chǎn)生的孔隙水（氣）壓、剪切速度的相互關(guān)系，以及摩擦熱引起的孔隙水汽化壓力效應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)研究，探討黃土邊坡流滑破壞的機(jī)理。在此基礎(chǔ)上開發(fā)可模擬滑動(dòng)速度、滑動(dòng)距離和橫向擴(kuò)散范圍的三維數(shù)值計(jì)算方法，為黃土地區(qū)滑坡災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供依據(jù)。本研究的成果不僅能豐富黃土力學(xué)和高速滑坡發(fā)生機(jī)理的理論內(nèi)涵，具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值。而且對(duì)黃土地區(qū)土地利用規(guī)劃、大型水利水電工程、交通樞紐設(shè)計(jì)時(shí)的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估也具有重要的實(shí)際意義。 2100433B

黃土邊坡沖刷破壞問題是黃土地區(qū)公路等工程建設(shè)中一個(gè)亟待解決的實(shí)際問題。項(xiàng)目以遼西地區(qū)黃土邊坡為研究對(duì)象，運(yùn)用土質(zhì)學(xué)、土力學(xué)和水力學(xué)的理論，綜合采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、試驗(yàn)測(cè)試、物理模擬和數(shù)值分析的方法，對(duì)黃土邊坡坡面降雨沖刷破壞問題進(jìn)行了深入的研究。系統(tǒng)地研究了遼西黃土的工程地質(zhì)特性，獲得了黃土的物理力學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特征等方面的大量資料，提出了黃土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的建議值，建立了豎向應(yīng)力、豎向應(yīng)變和初始含水率之間的關(guān)系，為黃土地基濕陷變形的計(jì)算提供了一種新方法。基于擾動(dòng)狀態(tài)概念，構(gòu)建了一個(gè)可統(tǒng)一描述應(yīng)變軟化和應(yīng)變硬化特性的本構(gòu)模型。采用微結(jié)構(gòu)定量化技術(shù)和分形幾何方法分析對(duì)比了黃土濕陷前后的微觀結(jié)構(gòu)演變規(guī)律，結(jié)果表明：濕陷后孔隙形狀分形維數(shù)、表面起伏分形維數(shù)均增大，說明濕陷是一個(gè)孔隙復(fù)雜程度增加的過程。自制人工降雨模擬裝置，對(duì)3種降雨條件、5種不同坡角的邊坡進(jìn)行了降雨沖刷模擬試驗(yàn)。全程數(shù)字化監(jiān)控與量測(cè)邊坡降雨沖刷過程中坡面水分入滲與演進(jìn)、坡面顆粒運(yùn)動(dòng)與坡面形態(tài)變化之規(guī)律，獲得了黃土邊坡坡面沖刷破壞的特征與規(guī)律。研究表明，坡形、降雨情況、入滲速度和土的抗剪強(qiáng)度是影響黃土邊坡坡面沖刷破壞的重要因素。根據(jù)黃土邊坡坡面沖刷破壞的特征，可將其劃分為侵蝕初期、中期和后期3個(gè)階段。侵蝕初期以片蝕為主，中期則主要體現(xiàn)為細(xì)溝作用，至侵蝕后期則是切溝作用，引起坡面土體崩塌直至邊坡破壞。為此，從力學(xué)機(jī)制上將降雨引起的黃土邊坡坡面沖刷劃分為雨滴濺蝕及產(chǎn)流、徑流引起的土體顆粒分離以及顆粒的輸移3個(gè)動(dòng)力學(xué)過程。根據(jù)坡面上土顆粒的土-水作用機(jī)制，建立了坡面沖刷臨界狀態(tài)的判別模式，認(rèn)為36.5°~44°的坡角可作為遼西黃土邊坡沖刷破壞的臨界坡角，為黃土邊坡的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。建立了坡面沖刷破壞的水-土力學(xué)耦合模型，通過顆粒流程序進(jìn)行數(shù)值計(jì)算分析表明，坡面上的土顆粒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、坡面形態(tài)的變化均與模擬試驗(yàn)的結(jié)果具有良好的一致性，為黃土邊坡坡面沖刷破壞的進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。上述成果豐富了邊坡坡面沖刷破壞的研究?jī)?nèi)容和相應(yīng)的計(jì)算分析理論，為遼西地區(qū)黃土公路邊坡的設(shè)計(jì)與防護(hù)提供科學(xué)依據(jù)，也填補(bǔ)了遼西地區(qū)乃至東北黃土地區(qū)在該研究領(lǐng)域的空白。 2100433B

選擇具有完整變形破壞資料的抗滑樁土坡作為重點(diǎn)研究對(duì)象，通過現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查、測(cè)試與監(jiān)測(cè)和物理模型試驗(yàn)，對(duì)抗滑樁土坡的地下水補(bǔ)徑排規(guī)律、地下水和土體流變特性在邊坡變形破壞過程中的作用方式及變化規(guī)律，開展系統(tǒng)深入的研究工作，揭示抗滑樁土坡變形破壞過程中土體流變和地下水滲流的作用方式與變化特征、樁土的相互作用方式及變化規(guī)律，闡明抗滑樁土坡失穩(wěn)破壞的內(nèi)在機(jī)理，提出考慮土體流變、地下水和樁土相互作用下抗滑樁土坡穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法。研究成果將為把握抗滑樁土坡變形破壞過程、合理評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性、正確判斷其成災(zāi)可能性奠定理論基礎(chǔ)。隨著復(fù)雜地質(zhì)山嶺地區(qū)工程建設(shè)規(guī)模的不斷增大，特別是高等級(jí)公路、鐵路建設(shè)速度的加快，此類型滑坡災(zāi)害問題的嚴(yán)重性也在增大。開展抗滑樁土坡的流變滲流特性及破壞機(jī)理研究，對(duì)合理制定抗滑樁土坡失穩(wěn)破壞的防治方法體系，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。 2100433B