本發(fā)明屬于地質災害分析，具體屬于一種陡傾坡外斷裂控制型滑坡成災機理的分析測試方法。
背景技術：
1、斷裂帶作為板塊運動的邊界，通過持續(xù)的地震活動、應力調整及地表變形，不斷重塑區(qū)域地質環(huán)境，為滑坡形成提供獨特的邊界條件和動力機制，顯著影響斷裂帶沿線滑坡的發(fā)育分布。斷裂控制型滑坡即是在此背景下發(fā)育的一種地質災害，是發(fā)育于斷裂帶及其影響范圍內，受斷裂構造控制的滑坡類型。斷裂通過斜坡地段，破壞了斜坡巖體的結構和完整性，降低了巖體的力學強度，控制了斜坡變形場、應力場、破壞區(qū)發(fā)育分布特征以及斜坡破壞模式。
2、早期的研究認為緩傾坡外斷裂控制型斜坡穩(wěn)定性較差，而陡傾坡外斷裂控制型斜坡穩(wěn)定性較好，不易形成大型滑坡。但是近年來隨著我國西部多個重大工程陸續(xù)規(guī)劃建設以及調查的深入，不少受陡傾坡外斷裂影響或控制的大型滑坡逐漸被揭露，嚴重威脅重大工程安全建設和運營，引起了相關學者的高度重視。雖然已有的研究已充分認識到高山峽谷地區(qū)斷裂對滑坡災害的影響控制作用，但是針對陡傾坡外斷裂控制型滑坡的成災機理與風險防控的研究較少，難以全面揭示陡傾坡外斷裂與滑坡災變演化之間的互饋效應，不能滿足工程規(guī)劃建設和防災減災需求，反映了這方面研究的薄弱性與進一步研究的必要性。因此需要設計一種陡傾坡外斷裂控制型滑坡成災機理的分析測試方法。
技術實現(xiàn)思路
1、針對上述問題,本發(fā)明的目的在于提供一種陡傾坡外斷裂控制型滑坡成災機理的分析測試方法，使用地質模型、力學模型、數(shù)值模型和物理模型對陡傾坡外斷裂控制型滑坡成災機理進行分析測試，解決了傳統(tǒng)單一分析試驗方法難以全面揭示陡傾坡外斷裂控滑模式與成災機理的問題，實現(xiàn)多技術手段整合與分析測試結果的一致性檢驗，揭示了靜力和動力作用下陡傾坡外斷裂控制型滑坡的成災機理，為構造活躍山區(qū)地質災害的防災減災與風險防控提供技術支撐。
2、本發(fā)明采用的技術方案如下：
3、一種陡傾坡外斷裂控制型滑坡成災機理的分析測試方法，包括：使用地質模型、力學模型、數(shù)值模型和物理模型對陡傾坡外斷裂控制型滑坡成災機理進行綜合分析測試；
4、所述地質模型是基于技術手段確定滑坡和斷裂的平面、空間展布特征，利用數(shù)字高程模型疊加地面影像，建立包含斷裂的滑坡三維地質模型，分析陡傾坡外斷裂對斜坡的控滑模式與成災機理；所述控滑模式是指斷裂對斜坡失穩(wěn)破壞的控制模式，控滑模式包括：斷裂通過斜坡后緣并且傾向坡外，斷裂傾角大于斜坡坡度，斜坡后緣以斷裂為界，發(fā)生向坡外臨空面的滑動變形；所述成災機理是指陡傾坡外斷裂控制滑坡從孕育啟滑到運動演化全鏈條、全過程的關鍵因素及其相互作用機理；所述關鍵因素分為內在因素和外在因素，內在因素包括斷裂帶的傾角和力學性質以及斜坡的巖體質量、坡體結構和地層巖性，外在因素包括降雨、地震和工程擾動；所述相互作用機理指內在因素和外在因素之間的耦合作用；
5、所述力學模型是根據陡傾坡外斷裂控制型斜坡受力特點，建立斜坡受力變形的地質-力學模型，將斜坡巖體受重力、工程擾動、地震、降雨的多源荷載采用擬靜力法進行力學分析，揭示陡傾坡外斷裂控制型斜坡變形破裂可能的發(fā)生位置，進而剖析斷裂對斜坡巖體的控滑模式與成災機理；
6、所述數(shù)值模型是基于建立的地質模型和力學模型，構建相應的斷裂控制型斜坡成災機理分析的二維和三維數(shù)值模型，刻畫斜坡巖體受重力、工程擾動、地震、降雨的單個因素或多個因素耦合作用下，斜坡位移場、應力場和破壞區(qū)的響應規(guī)律，揭示陡傾坡外斷裂控制型斜坡變形下滑的成災機理；所述響應規(guī)律指在重力、降雨、地震、工程擾動單個因素或多個因素耦合作用下，斜坡巖體變形下滑破壞過程呈現(xiàn)的可量化的位移、應力和塑性破壞區(qū)演化特征；
7、所述物理模型是根據地質模型、力學模型和數(shù)值模型，建立陡傾坡外斷裂控制型斜坡在地震動力作用下的分析測試物理模型；物理模型實現(xiàn)陡傾坡外斷裂控制型斜坡在強震工況下從變形破裂、失穩(wěn)啟滑到運動演化的全過程模擬，從物理模型試驗的角度揭示斷裂控制型滑坡的動力學特征與成災機理；所述動力學特征指在強震作用下，斷裂控制型斜坡從變形到失穩(wěn)全過程中表現(xiàn)出的可量化的運動學與能量演化規(guī)律，動力學特征包括振動響應、運動軌跡、運動速度和能量轉化；
8、開展物理模型試驗與地質模型、力學模型和數(shù)值模型分析試驗結果的一致性檢驗，揭示構造活躍山區(qū)靜力和動力作用下陡傾坡外斷裂控制型滑坡的成災機理。
9、優(yōu)選的，所述地質模型的技術手段包括資料收集、地質調查、剖面測量、工程勘察、遙感解譯、原位測試和物探，厘定斷裂帶延伸長度、走向、傾向、傾角的平面和空間展布特征以及活動性，查明斷裂控制型滑坡平面和剖面形態(tài)特征以及物質結構組成。
10、優(yōu)選的，所述數(shù)值模型中的地震工況考慮地震動峰值加速度；為了分析極端地震工況條件下陡傾坡外斷裂控制型斜坡成災機理，在規(guī)定地震動峰值加速度的基礎上，考慮到地震波的高位放大效應，對斜坡遭受的地震動峰值加速度最大量值提高50-100%；采用強度折減法計算陡傾坡外斷裂控制型斜坡應力場、位移場、塑性區(qū)分布和災變演化特征以及整體穩(wěn)定性。
11、優(yōu)選的，所述強度折減法的計算步驟為：在數(shù)值分析中用 f/ srf、 c/ srf代替 f、 c值進行計算， f為數(shù)值模型中材料的實際內摩擦系數(shù)， c為數(shù)值模型中材料的實際內聚力， srf為強度折減系數(shù)且 srf的值大于1；隨著 srf逐漸增加，當計算結果不收斂時，此時的 srf即為斜坡整體安全系數(shù)，計算得到的斜坡內部最大剪應變分布區(qū)為潛在滑動面。
12、優(yōu)選的，所述數(shù)值模型中的降雨工況采用各材料的飽和參數(shù)帶入數(shù)值模型進行計算。
13、綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是：
14、使用地質模型、力學模型、數(shù)值模型和物理模型對陡傾坡外斷裂控制型滑坡成災機理進行分析測試，解決了傳統(tǒng)單一分析試驗方法難以全面揭示陡傾坡外斷裂控滑模式與成災機理的問題，實現(xiàn)多技術手段整合與分析測試結果的一致性檢驗，揭示了靜力和動力作用下陡傾坡外斷裂控制型滑坡的成災機理，為構造活躍山區(qū)地質災害的防災減災與風險防控提供技術支撐。
1.一種陡傾坡外斷裂控制型滑坡成災機理的分析測試方法，其特征在于，包括：使用地質模型、力學模型、數(shù)值模型和物理模型對陡傾坡外斷裂控制型滑坡成災機理進行綜合分析測試；
2.根據權利要求1所述的一種陡傾坡外斷裂控制型滑坡成災機理的分析測試方法，其特征在于，所述地質模型的技術手段包括資料收集、地質調查、剖面測量、工程勘察、遙感解譯、原位測試和物探，厘定斷裂帶延伸長度、走向、傾向、傾角的平面和空間展布特征以及活動性，查明斷裂控制型滑坡平面和剖面形態(tài)特征以及物質結構組成。
3.根據權利要求1所述的一種陡傾坡外斷裂控制型滑坡成災機理的分析測試方法，其特征在于，所述數(shù)值模型中的地震工況考慮地震動峰值加速度；為了分析極端地震工況條件下陡傾坡外斷裂控制型斜坡成災機理，在規(guī)定地震動峰值加速度的基礎上，考慮到地震波的高位放大效應，對斜坡遭受的地震動峰值加速度最大量值提高50-100%；采用強度折減法計算陡傾坡外斷裂控制型斜坡應力場、位移場、塑性區(qū)分布和災變演化特征以及整體穩(wěn)定性。
4.根據權利要求3所述的一種陡傾坡外斷裂控制型滑坡成災機理的分析測試方法，其特征在于，所述強度折減法的計算步驟為：在數(shù)值分析中用f/srf、c/srf代替f、c值進行計算，f為數(shù)值模型中材料的實際內摩擦系數(shù)，c為數(shù)值模型中材料的實際內聚力，srf為強度折減系數(shù)且srf的值大于1；隨著srf逐漸增加，當計算結果不收斂時，此時的srf即為斜坡整體安全系數(shù)，計算得到的斜坡內部最大剪應變分布區(qū)為潛在滑動面。
5.根據權利要求1所述的一種陡傾坡外斷裂控制型滑坡成災機理的分析測試方法，其特征在于，所述數(shù)值模型中的降雨工況采用各材料的飽和參數(shù)帶入數(shù)值模型進行計算。