Study on water softening characteristics and multi-stage sliding zone reactivation mechanism of old clay landslides in the Three Gorges Reservoir area subjected to groundwater
01摘要
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三峡库区古滑坡复活事件频发，对其水软化特征及复活机理研究势在必行。以某古黏土质滑坡为研究对象，设计分段注水透水滑动面，模拟地下水上升过程中古滑带的形成与演化。利用体积含水量传感器、孔隙水压力计、高速摄像设备及Geopiv-RG数字图像处理技术，获取多个物理场数据。分析结果表明：滑带土体抗剪强度的降低、滑动面孔隙水压力的突然增大是古滑坡复活的重要因素；滑动面变形具有明显的分区特征，主要分为强变形区、弱变形区和牵引变形区；破坏机制为前缘剪切滑动、后缘拉伸开裂破坏、中段剪切蠕变。老滑坡中多期次级滑带的发育情况可分为3种类型：与原老滑带平行；部分与原滑带重合形成层状滑坡；完全与原滑带重合，表现为整体重新活动变形。
02图表
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03结论
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本研究通过模型试验，研究了老滑带水软化导致老黏土质滑坡复活的失稳特征及潜在破坏机制。为了更好地再现老滑坡逐渐失稳的过程，设计并研制了一套新的试验装置，通过由下而上向滑带底部逐渐注水，使滑带土分段抗剪强度降低，从而实现对滑带土的弱化，模拟地下水上升过程中老滑带失稳引发滑坡复活的过程。对滑带不同软化条件下水软化对滑带土的影响、滑坡体内含水率、地表变形、深层位移、宏观变形特征、变形机制及复活模式等进行了深入探讨。主要研究结论如下：（1）滑区土体饱和后抗剪强度大幅降低是老滑坡重新活跃的关键因素，孔隙水压力开始增大的节点明显滞后于体积含水量的起始节点，其增长是在滑区土体达到饱和状态之后才开始的，老滑坡的失稳主要归因于老滑区内部抗剪强度参数不断降低和滑动面上孔隙水压力快速增大的双重作用。（2）3组滑坡体均表现出溯源型滑坡的破坏特征，随着不稳定滑区长度的增加，坡体变形范围相应扩大，对后方的稳定坡体产生牵引作用，坡面变形表现出明显的分区特征，主要分为强变形区、弱变形区和牵引变形区。 1～3号滑坡水平变形区分别为0～24、0～48、0～56 cm，最大位移为5～6 cm，牵引区位移约为0.5 cm。（3）地下水位上升导致滑区软化区扩大，增加了边坡破坏范围，滑区土体饱和后，多余的水下渗，增大了边坡向下的渗透力，导致坡脚局部滑动或坍塌，进一步加剧边坡的失稳。（4）滑坡变形坡面以拉破坏为主，以拉破坏程度最大，后缘断裂面以拉破坏和剪破坏为主，中下段拉破坏变形明显小于上段。前缘剪切出口处变形最大，老黏土滑坡模型的破坏模式可描述为“前缘剪切滑动、后缘过渡到拉伸破坏、最后在中部区域发生剪切蠕变”。（5）老滑坡模型的破坏过程可分为4个阶段：地下水入渗饱和阶段、局部剪切破坏阶段、滑动面扩展渗透阶段、边坡失稳加速阶段。库岸老滑坡一般发育多个次级滑动带，主要表现为以下3种形式：一是与原老滑坡滑带呈准平行关系；二是与原老滑坡滑带部分重合，形成切层滑坡；三是与原老滑坡滑带精确重合，最终导致滑坡整体复活变形。
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