斜坡变形的三阶段演化规律

如题所述

岩土体的流(蠕)变试验结果表明,在恒定载荷(如重力)的持续作用下,其变形随时间增长而不断增加,并表现出如图4.1所示的三阶段演化的特征。大量滑坡实例的监测数据表明:在重力作用下,斜坡岩土体的变形演化曲线具有与岩土体蠕变曲线相类似的三阶段演化特征。具体为:

第Ⅰ阶段(AB段):初始变形阶段。坡体变形初期,变形从“无”到“有”,坡体中出现明显的裂缝,变形曲线最初表现出相对较大的斜率,随着时间的延续,变形逐渐趋于正常状态,曲线斜率有所减缓,表现出减速变形的特征。因此该阶段常被称为初始变形阶段或减速变形阶段。

第Ⅱ阶段(BC段):等速变形阶段。坡体变形一旦启动,在重力作用下,基本以等速发展的趋势继续变形。此阶段变形虽因不时受到外界因素的干扰和影响,变形曲线可能会有所波动,但总体趋势为一倾斜直线,平均应变速率基本保持不变,又称匀速变形阶段。

第Ⅲ阶段(CF段):加速变形阶段。当坡体变形持续到一定时间后,变形速率就会逐渐增加,并随着时间的延续,变形速率增幅不断扩大,直至坡体整体失稳破坏之前,变形曲线近于陡立,切线角接近90°,这一阶段被称为加速变形阶段。斜坡的加速变形阶段对于滑坡的预测预报具有非常重要的意义,因此,为了滑坡预报的方便,研究者根据加速变形阶段曲线的特点,又将其细分为三个阶段:变形加速初始阶段(初加速,CD段),变形加速中期阶段,加速度基本为一恒定值(匀加速,DE段)和变形加速突增阶段,加速度不断增大(加加速,EF段),如图4.1所示。斜坡的演化一旦进入加加速变形阶段,预示着滑坡即将发生,应及时进行预警,启动防灾预案,并做好防灾救灾准备。

图4.1 斜坡变形的三阶段演化图示

大量的监测数据表明,上述斜坡变形演化的三阶段理论具有一定的普适性,是斜坡岩土体在重力作用下变形演化遵循的一个普遍规律。但值得说明的是,在实际的滑坡监测中,有些滑坡可能会在变形已经达到一定程度后才被纳入专业监测范围,监测数据所反映的主要是后半段的情况,一般只能得到等速变形阶段之后甚至是加速变形阶段之后的监测数据,不能形成一个如图4.1所示的完整的“三段式”变形监测曲线。

中华人民共和国突发事件应对法》中明确规定,可以预警的自然灾害、事故灾难和公共卫生事件的预警级别,按照突发事件发生的紧急程度、发展势态和可能造成的危害程度分为一级、二级、三级和四级,分别用红色、橙色、黄色和蓝色标示。结合地质灾害四级预警机制,将加速变形阶段进一步细分为初加速、匀加速、加加速(临滑)三个亚阶段。按照上述划分,使滑坡的变形阶段与预警级别具有很好的对应关系。其中,滑坡的等速变形阶段对应于注意级预警(蓝色),初加速变形阶段对应于警示级预警(黄色),匀加速变形阶段对应于警戒级预警(橙色),而一旦进入临滑变形阶段,则应及时发布红色警报级预警。

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