不同坡角下月壤滑坡機(jī)理的離散元分析

廖優(yōu)斌， 蔣明鏡， 陳有亮， 奚邦祿, 譚亞飛鷗，3

(1.上海理工大學(xué) 環(huán)境與建筑學(xué)院，上海 200093； 2.同濟(jì)大學(xué) 土木工程學(xué)院，上海 200092；3.同濟(jì)大學(xué) 巖土及地下工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 上海 200092)

1 研究背景

20世紀(jì)50年代起，美國(guó)的Survey計(jì)劃、Apollo計(jì)劃及前蘇聯(lián)的Luna計(jì)劃開啟了人類探月計(jì)劃的第一輪高潮，揭開了月球神秘的面紗[1],發(fā)現(xiàn)月壤的形成機(jī)理、所處的重力場(chǎng)環(huán)境以及力學(xué)特性與地球土壤差別較大。21世紀(jì)，歐盟的曙光計(jì)劃、印度的飛船計(jì)劃、日本的月亮女神計(jì)劃和中國(guó)的嫦娥探月計(jì)劃掀起了第二輪探月高潮[2]，將人類對(duì)月球的認(rèn)識(shí)推到了一個(gè)新的高度。通過(guò)更高分辨率的影像數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)月球表面存在不少的高陡邊坡，其坡度一般都大于30°，月海區(qū)可達(dá)48.9°，月陸區(qū)甚至可達(dá)55.7°[3]。根據(jù)Apollo15探測(cè)器對(duì)月球表面雨海東部邊緣現(xiàn)場(chǎng)影像數(shù)據(jù)分析，部分地區(qū)發(fā)現(xiàn)了滑坡運(yùn)動(dòng)的證據(jù)[4]。人類活動(dòng)常使自然邊坡的坡度變陡，一旦進(jìn)入對(duì)月球資源的大規(guī)模開發(fā)，若工程設(shè)計(jì)不合理，就極易誘發(fā)坡體滑塌，甚至整體坍塌，這些地質(zhì)災(zāi)害都會(huì)嚴(yán)重影響未來(lái)對(duì)月球資源開采的安全。我國(guó)的嫦娥探月計(jì)劃也明確指出當(dāng)探測(cè)第3期工程基本完成不載人的月球探測(cè)任務(wù)后，隨后將實(shí)施載人登月和月球基地建設(shè)[2]。無(wú)論是資源開采還是基地建設(shè)，這些活動(dòng)不可避免地將遇到不同坡角下的坡體工程。

圖1 月壤邊坡

坡角的大小會(huì)直接影響地面物質(zhì)的流動(dòng)及能量轉(zhuǎn)換的規(guī)模和強(qiáng)度，月壤形成坡體的坡度比常規(guī)的略大，如圖1所示。另外現(xiàn)場(chǎng)的溝槽試驗(yàn)、深陷足跡邊緣月壤不塌落及粉土結(jié)塊等現(xiàn)象[5]也表明了月壤具有較高的自穩(wěn)能力，這些現(xiàn)象引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛研究[3-5]。坡角的大小和材料休止角直接相關(guān)，而休止角的大小是否會(huì)受到重力場(chǎng)的影響至今尚無(wú)定論。月面環(huán)境下重力場(chǎng)大約為1.62 m/s2,僅僅為地面環(huán)境下的1/6[1]，Horgan等[6]認(rèn)為休止角隨著重力減小而增大，而Nakashima等[5]認(rèn)為休止角不受重力大小的影響。另一方面，月面的特殊環(huán)境(低重力、高真空及晝夜溫差大)促成了顆粒之間的微距力，從而在一定程度上提高了月壤的自穩(wěn)能力[7-8]。削坡試驗(yàn)作為研究坡體穩(wěn)定性中最直接最簡(jiǎn)單的方法，研究不同切坡傾角的削坡試驗(yàn)對(duì)理解月面環(huán)境下坡體滑塌機(jī)理具有一定的意義。然而，月壤的削坡試驗(yàn)的研究仍處于起步階段，相關(guān)的研究成果較少，主要集中在試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬。在試驗(yàn)研究方面，Zheng等[9]采用模擬月壤物研究了不同傾角下的月壤滑坡試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)月壤滑坡過(guò)程中出現(xiàn)裂隙面和光滑面，然而這種模擬月壤只是級(jí)配及材料相似，對(duì)于低重力場(chǎng)及表面微距力無(wú)法考慮。傳統(tǒng)室內(nèi)試驗(yàn)研究月壤具有成本高、還原度低、且對(duì)滑坡過(guò)程微觀信息難以全面觀察的缺點(diǎn)，而數(shù)值試驗(yàn)作為科學(xué)研究的一種重要手段，能有效克服以上缺點(diǎn)，Bui等[10]采用離散單元法，將顆粒之間的自鎖能力引入到顆粒接觸模型中來(lái)研究月壤坡體的滑塌，從微觀機(jī)理上較好地解釋了月壤坡體具有較高的穩(wěn)定性。雖然國(guó)內(nèi)外目前對(duì)月壤滑坡研究取得了一定的成果，但能夠考慮顆粒間的抗轉(zhuǎn)動(dòng)作用及范德華力的月壤滑坡破壞的研究報(bào)告尚少見。

離散單元法能夠很好地模擬顆粒材料大變形問(wèn)題，深入土體的微觀領(lǐng)域去研究其本質(zhì)規(guī)律，故本文采用離散單元法進(jìn)行模擬滑坡試驗(yàn)。借助PFC2D軟件，通過(guò)植入二維月壤接觸模型，模擬不同切坡傾角下月壤坡體滑坡試驗(yàn)，通過(guò)觀察其滑動(dòng)過(guò)程的變形特性和分析其滑坡機(jī)理，建立初始坡角與工程災(zāi)害指標(biāo)的關(guān)系，為設(shè)計(jì)月面環(huán)境下放坡開挖及防范和治理月面環(huán)境下滑坡災(zāi)害提供參考。

2 月壤的微觀模型介紹

本文所采用的微觀模型是本團(tuán)隊(duì)最近提出來(lái)的，主要考慮月壤顆粒間抗轉(zhuǎn)動(dòng)作用及范德華力，模型的有效性可以參考文獻(xiàn)[11-12],以下對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。

(1)顆粒間的抗轉(zhuǎn)動(dòng)作用：月壤的形成與地壤的形成存在較大的差異，主要是隕石和微隕石的撞擊、宇宙射線和太陽(yáng)風(fēng)粒子的持續(xù)轟擊以及大幅度的晝夜溫差使巖石熱脹冷縮導(dǎo)致的破碎[1]，顆粒多屬多棱角多氣孔結(jié)構(gòu)，表面凹凸不平，具有很強(qiáng)的嚙合作用且具有一定的抗轉(zhuǎn)動(dòng)作用。

(2)顆粒間的范德華力：月壤的土性類似砂土，傳統(tǒng)土力學(xué)認(rèn)為其不應(yīng)該具有黏聚力，但由于月球表面大氣層極其稀薄，白天大氣中分子含量?jī)H為104個(gè)/cm2，屬于超真空狀態(tài)[1]，月壤顆粒表面吸附氣體分子層厚度遠(yuǎn)小于地面土壤顆粒，在地面環(huán)境下無(wú)需考慮的范德華力在月面環(huán)境下應(yīng)該給予考慮。

根據(jù)文獻(xiàn)[11-12]，模型的力學(xué)響應(yīng)如圖2所示，其中Fv為顆粒之間的范德華力。法向力學(xué)響應(yīng)主要由彈性力和范德華力兩部分組成，其中線性函數(shù)的斜率表征顆粒之間的彈性接觸，而其截距表征范德華力。彈性力會(huì)隨粒間重疊量增加而增加，但范德華力不受重疊量改變的影響，恒為常數(shù)，當(dāng)顆粒間沒有接觸時(shí)彈性力和范德華力均為零。切向力學(xué)響應(yīng)采用增量法計(jì)算，最大值不超過(guò)滑動(dòng)摩擦力μKnUn。轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)也采用增量法計(jì)算，最大值不超過(guò)Knunβr/6。其中Kn為法向接觸剛度，Ks為切向接觸剛度，Km為扭轉(zhuǎn)剛度，un為法向重疊量，us為剪切位移，θ為相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，μ為摩擦系數(shù)。

圖2 月壤微觀接觸模型的力學(xué)響應(yīng)[11-12]

3 月壤邊坡模型建立

在采用離散單元法模擬月壤邊坡滑坡過(guò)程試驗(yàn)中，若直接采用與真實(shí)月壤顆粒相同的級(jí)配，則顆粒粒徑跨度過(guò)大，所需顆粒數(shù)目非常多，考慮到計(jì)算機(jī)能力及計(jì)算效率，對(duì)月壤級(jí)配做合理簡(jiǎn)化[11-12]，如圖3所示。根據(jù)Mitchell等[13]測(cè)得真實(shí)月壤的黏聚力值范圍為0.1～1.0 kPa、內(nèi)摩擦角范圍為30°～50°，通過(guò)模擬雙軸試驗(yàn)對(duì)月壤宏觀參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，微觀參數(shù)如表1所示，得峰值黏聚力為0.2 kPa，峰值內(nèi)摩擦角約為42.6°[11-12]，處于真實(shí)月壤的范圍之內(nèi)。

月壤滑坡數(shù)值模擬模型如圖4所示，地基附近及下部邊界采用3道無(wú)摩擦的剛性墻模擬，頂部采用自由邊界模擬，與常見的離心機(jī)模型試驗(yàn)一致。

為了制備相對(duì)密實(shí)均勻的地基，采用Jiang等[14]提出的分層欠壓法生成地基，生成的模型地基寬度為5 m，初始高度為2.5 m，如圖4(a)所示。顆?？倲?shù)為1.5×105，平面孔隙比為0.20。為了模擬月面環(huán)境真實(shí)重力場(chǎng)，試樣需要在(1/6)g重力場(chǎng)下完成固結(jié)平衡，固結(jié)完成后地基中水平應(yīng)力及空隙比分布如圖5所示。由圖5可知固結(jié)平衡后的地基初始應(yīng)力數(shù)值解和理論解基本相同，孔隙比分布均勻。而后需要對(duì)地基進(jìn)行切坡來(lái)模擬不同初始坡角下的邊坡，以邊坡斜面中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，不斷改變傾角的同時(shí)保證坡后顆粒總體積不變，刪除A-B-C-D區(qū)域內(nèi)的顆粒。圖4(b)所示為切坡完成后45°的坡體，在坡肩處、坡面處及坡趾處各放置1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。最后，在(1/6)g重力場(chǎng)下完成月壤滑坡系統(tǒng)的第二次平衡，觀察并記錄滑坡信息。

表1 離散元中的月壤微觀參數(shù)

4 結(jié)果分析

4.1 滑坡形態(tài)分析

圖6給出本文數(shù)值模擬及相關(guān)的室內(nèi)試驗(yàn)[9]中坡度為90°時(shí)模擬月壤滑坡過(guò)程形態(tài)示意圖。不同坡角下滑坡變形規(guī)律基本一致，此處僅以90°為特例做進(jìn)一步介紹。無(wú)論數(shù)值模擬還是室內(nèi)試驗(yàn)的滑坡過(guò)程都經(jīng)歷3個(gè)階段：起滑階段、滑動(dòng)階段及穩(wěn)定階段。起滑階段，數(shù)值模擬的坡肩處出現(xiàn)明顯的倒圓角，數(shù)值模擬中坡趾處輪廓線比室內(nèi)試驗(yàn)大，這主要是因?yàn)槭覂?nèi)試驗(yàn)采用的月壤黏聚力為1 kPa，比數(shù)值模擬0.2 kPa要大得多，此外，室內(nèi)試驗(yàn)中模擬月壤僅干燥了12 h，可能殘留的水分增大了黏聚力?；瑒?dòng)階段，數(shù)值模擬和室內(nèi)試驗(yàn)都出現(xiàn)葉片狀滑體，90°坡體在滑動(dòng)階段出現(xiàn)前凸起上細(xì)下粗的葉片狀，這主要是因?yàn)樵谌~片中心線上下兩側(cè)含有一定黏聚力的土體顆粒運(yùn)動(dòng)速度不一致產(chǎn)生變形差異所致。

穩(wěn)定階段，此時(shí)滑動(dòng)區(qū)域的顆粒速度較小，主體變形基本完成，數(shù)值模擬和室內(nèi)試驗(yàn)的滑動(dòng)區(qū)域都從葉片狀變?yōu)樗笞訝睿珒烧呷杂袇^(qū)別，數(shù)值模擬滑坡穩(wěn)定后坡面較光滑且坡度較小，而室內(nèi)試驗(yàn)坡面不光滑坡度也較大，這種差異主要有兩個(gè)原因：一是因?yàn)閿?shù)值模擬采用的是簡(jiǎn)化級(jí)配，粒徑跨度較小，形成坡面較光滑，而室內(nèi)試驗(yàn)無(wú)需考慮計(jì)算效率問(wèn)題，可以直接采用真實(shí)的月壤級(jí)配，其粒徑跨度大，形成的坡面較粗糙；二是因?yàn)閿?shù)值模擬和室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)M月壤的黏聚力相差較大，黏聚力小的容易光滑，黏聚力大的容易形成裂紋。根據(jù)Bui等[10]對(duì)模擬月壤90°滑坡試驗(yàn)結(jié)果，出現(xiàn)黏性土坡的微裂縫并且最終坡度也較大，可歸結(jié)于其模擬的月壤含有較高的黏聚力2 kPa。而此處模擬的月壤黏聚力0.2 kPa，不足以形成高坡角微裂縫。以上這些差異都體現(xiàn)了月壤因月面獨(dú)特環(huán)境下而產(chǎn)生黏聚力，而這種黏聚力會(huì)直接影響破壞形態(tài)，決定著月壤偏向砂土還是偏向黏性土破壞。

圖4 數(shù)值模型邊界條件及切坡示意圖(單位：m)

圖5 1/6重力場(chǎng)下地基初始應(yīng)力水平及孔隙比分布

圖7給出數(shù)值模擬和室內(nèi)試驗(yàn)下5種傾角保持坡后體積不變時(shí)，滑坡前后形態(tài)示意圖。

從圖7(a)中可知盡管5種坡體滑坡前形態(tài)不一致，但滑坡完成后的形態(tài)基本相似；無(wú)論在室內(nèi)試驗(yàn)還是數(shù)值模擬中，月壤滑坡的過(guò)程均為土體顆粒圍繞坡面中點(diǎn)旋轉(zhuǎn)再一次達(dá)到平衡的過(guò)程，如圖7(a)、7(b)所示。

圖6 滑坡過(guò)程形態(tài)對(duì)比分析

4.2 滑坡過(guò)程流滑距離和最終傾角

為了減少滑坡帶來(lái)的危害，對(duì)滑坡過(guò)程常見的指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)是非常有必要的。根據(jù)Scheidgger[15]采用的滑坡體積、垂直滑落高度和水平滑移距離三者存在一定的聯(lián)系來(lái)預(yù)測(cè)滑動(dòng)距離的研究思路，本文通過(guò)控制坡后體積保持一定，簡(jiǎn)化分析滑坡距離與邊坡傾角之間的關(guān)系，如圖8(a)所示。流滑距離為坡趾處到滑坡舌的距離，為了便于理解及使用，將流滑距離和坡高的比值定義為歸一化流滑距離Smax。隨著邊坡傾角的增大，歸一化流滑距離也不斷增大，這種增大趨勢(shì)可以通過(guò)一條開口向下的拋物線進(jìn)行擬合：

Smax=-0.01395α2+3.0455α-70.088

(1)

通過(guò)對(duì)坡高進(jìn)行歸一化處理，并且代入臨界值為50%時(shí)，得到一條實(shí)用的結(jié)論：針對(duì)此類月壤，當(dāng)坡角高于51.7°時(shí)，沖擊到最遠(yuǎn)的土體的歸一化值大于50%，即超過(guò)了邊坡高度的一半；對(duì)于最危險(xiǎn)的90°坡體其流滑距離也小于坡高。圖8(b)給出了初始切坡傾角與坡體最終傾角的關(guān)系，由圖8(b)可看出，初始坡角對(duì)最終穩(wěn)定的坡度幾乎沒有影響，最終坡度在29°附近，以45°傾角時(shí)呈現(xiàn)微弱的峰值。根據(jù)文獻(xiàn)[12]此類月壤在低圍壓的峰值內(nèi)摩擦角為42.6°、殘余內(nèi)摩擦角為20.2°。5種傾角下滑坡失穩(wěn)后的穩(wěn)定邊坡的角度都小于峰值內(nèi)摩擦角，而大于殘余內(nèi)摩擦角，且基本穩(wěn)定在休止角30.6°[16]。

圖7 滑坡前后形態(tài)對(duì)比分析

4.3 滑坡過(guò)程最大速度分析

滑坡的速度直接決定滑坡時(shí)長(zhǎng)，亦是人類對(duì)抗滑坡災(zāi)害反應(yīng)的時(shí)間，如快速滑坡比緩慢滑坡更易造成對(duì)生命財(cái)產(chǎn)的破壞，因此研究滑坡過(guò)程的速度變化規(guī)律具有重要的工程意義。圖9(a)給出了5種切坡傾角下最大速度Vmax隨時(shí)間變化的規(guī)律。隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，最大速度逐漸增長(zhǎng)并且在0.2～0.8 s內(nèi)相繼達(dá)到峰值，之后隨著時(shí)間的增長(zhǎng)最大速度逐漸接近零。這與Laouafa等[17]從速度的角度上描述滑坡過(guò)程一致，認(rèn)為滑坡的本質(zhì)其實(shí)就是受到外力的觸發(fā)由“固態(tài)”變?yōu)椤耙簯B(tài)”，最后受到外部阻力又從“液態(tài)”變?yōu)椤肮虘B(tài)”的過(guò)程。根據(jù)最大速度變化規(guī)律可以將不同坡度的滑坡分為類崩塌型和流滑型，類崩塌型的以60°、75°和90°為典型，出現(xiàn)較大時(shí)間跨度下的高速度場(chǎng)區(qū)，類似于突然間的崩塌；流滑型以30°和45°為典型，整個(gè)滑坡過(guò)程中不會(huì)有明顯的特大速度，而是始終以穩(wěn)定的低速度進(jìn)行流動(dòng)，更似顆粒的流動(dòng)滑移。若將5種傾角在滑坡過(guò)程中出現(xiàn)的最大速度單獨(dú)提取出來(lái)，會(huì)發(fā)現(xiàn)最大速度基本上隨著切坡傾角呈現(xiàn)拋物線式的增大，如圖9(b)所示，這條曲線也可以通過(guò)二次多項(xiàng)式進(jìn)行擬合：

Vmax=0.0018α2-0.0338α+1.2175

(2)

但這種增大趨勢(shì)與歸一化流滑距離增長(zhǎng)趨勢(shì)不一樣，最大速度增長(zhǎng)速率隨著坡度增大不斷加劇，流滑距離增大速率隨著坡度增大逐漸放緩。國(guó)際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)合會(huì)[18]規(guī)定對(duì)于3 m/min～5 m/s之間的滑坡可以定位為快速滑坡,而大于5 m/s的可以認(rèn)為是極速滑坡，而極速滑坡易造成極大的生命財(cái)產(chǎn)損失；將極速滑坡的下限值5 m/s代入擬合公式(2)得到α=56°，這表明當(dāng)邊坡坡角高度超過(guò)56°時(shí)，有很大的可能出現(xiàn)月壤的極速滑坡。所以從滑坡速度方面設(shè)計(jì)月壤坡體時(shí)，盡管月壤有較強(qiáng)的自穩(wěn)能力，仍應(yīng)該減少高陡坡體。

4.4 滑坡過(guò)程S-t曲線分析

斜坡從變形的產(chǎn)生到最終失穩(wěn)破壞，累計(jì)位移-時(shí)間曲線(以下簡(jiǎn)稱S-t曲線)，一般都會(huì)經(jīng)歷起滑階段、滑動(dòng)階段及穩(wěn)定階段。前人根據(jù)S-t曲線斜率的特點(diǎn)將斜坡變形演化分成不同的階段，并據(jù)此建立滑坡預(yù)警判據(jù)[19-20]，所以研究不同傾角下的斜坡S-t曲線具有重要的意義。本次模擬中，選取具有代表性的3個(gè)特征點(diǎn)動(dòng)態(tài)追蹤其累計(jì)位移，3個(gè)特征點(diǎn)分別布置在5種邊坡的坡趾處、坡面中點(diǎn)處及坡肩處，共計(jì)15個(gè)，主要研究滑坡過(guò)程邊坡傾角及監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置對(duì)S-t曲線的影響，如圖10所示。

由圖10可知所有的特征值點(diǎn)的S-t曲線都分為了起滑階段、滑動(dòng)階段及穩(wěn)定階段。邊坡傾角對(duì)S-t曲線的影響在不同布置區(qū)域呈現(xiàn)不同的規(guī)律：

圖8 月壤滑坡的流滑距離和最終坡角的預(yù)測(cè)

圖9 滑坡過(guò)程最大速度隨時(shí)間和邊坡傾角的變化曲線

圖10 特征點(diǎn)累計(jì)位移曲線

(1)坡肩處(圖10(a))，邊坡傾角越大，則同一時(shí)間監(jiān)測(cè)點(diǎn)的累計(jì)位移越大，表明坡肩處土體運(yùn)動(dòng)的距離和切坡傾角是正相關(guān)的。與此同時(shí)，隨著切坡傾角的增大，坡體再次達(dá)到穩(wěn)定階段的時(shí)間也在逐步延長(zhǎng)。

(2)坡面中點(diǎn)處(圖10(b))，坡面中點(diǎn)累計(jì)位移基本上仍隨著切坡傾角的增大而增加，但90°例外。對(duì)于這種反?，F(xiàn)象，通過(guò)輸出全過(guò)程的變形圖，發(fā)現(xiàn)坡面中部特征點(diǎn)的位移受到坡頂土體垂直下落的影響，阻礙了這部分顆粒向前運(yùn)動(dòng)，因此累計(jì)位移減小。

(3)破趾處，中等坡度(如45°)的位移增長(zhǎng)得最快，坡度過(guò)陡(如90°)或者過(guò)緩(如30°)的坡體其S-t曲線都會(huì)出現(xiàn)累計(jì)位移增長(zhǎng)較慢。這主要是因?yàn)?0°坡趾處由于坡面較緩，滑坡呈現(xiàn)輕微流動(dòng)，對(duì)坡趾處監(jiān)測(cè)點(diǎn)的土體提供的推力較??；90°坡趾處在滑坡過(guò)程中，坡肩處顆粒垂直落在坡趾，使得坡趾處的顆粒壓實(shí)變密，坡后的土體不但沒能提供坡趾處土體足夠的推力，反而成了其阻力，這部分與坡面中點(diǎn)特征點(diǎn)極為相似，只是阻力作用更為顯著。而介于這兩個(gè)極端的坡體即中間坡度的坡體能夠由坡后土體向前推動(dòng)，使得其位移最大。綜上所述，采用S-t曲線做滑坡預(yù)警時(shí)，需要注意監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置位置差異帶來(lái)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的影響。若需要根據(jù)坡角信息特征及簡(jiǎn)單時(shí)間段估算滑坡過(guò)程處于何種階段，最好將監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置在坡肩頂部，此時(shí)所得信息較為可靠。

5 結(jié) 論

本文通過(guò)引入考慮范德華力及抗轉(zhuǎn)動(dòng)作用的月壤微觀接觸模型，采用離散單元法模擬了月壤切坡試驗(yàn)，從多個(gè)角度分析了不同切坡傾角對(duì)滑坡災(zāi)害的影響，并且建立了滑坡過(guò)程中流滑距離、最終傾角及最大速度與切坡傾角的大致關(guān)系。得到主要結(jié)論如下：

(1)通過(guò)與試驗(yàn)對(duì)比，在考慮月壤之間的微距力的情況下，坡體具有一定的黏性，容易形成滑坡凸體及可能的裂縫，危害較大。初始切坡傾角對(duì)最終傾角幾乎沒有影響；但發(fā)現(xiàn)最大流滑距離隨著初始坡角的增大而增大，當(dāng)初始坡角超過(guò)51.7°時(shí)，最大流滑距離會(huì)超過(guò)坡高的一半。

(2)從工程危害角度分析了5種傾角下滑坡過(guò)程最大速度的規(guī)律，將其分為類崩塌型和流滑型，土體的最大速度隨初始坡角的增大呈現(xiàn)拋物線式增長(zhǎng)，通過(guò)拋物線擬合發(fā)現(xiàn)，當(dāng)坡角低于56°時(shí)，可有效避免極速滑坡。

(3)通過(guò)對(duì)5種坡角的坡肩處、坡面中部及坡趾處共15個(gè)特征點(diǎn)的S-t曲線分析，發(fā)現(xiàn)S-t曲線都經(jīng)歷了起滑階段、滑動(dòng)階段及穩(wěn)定階段，但只有當(dāng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置在坡肩處時(shí)累計(jì)位移才會(huì)隨著角度的增大而增大。若需要根據(jù)坡角信息特征及簡(jiǎn)單時(shí)間段估算滑坡過(guò)程處于何種階段，最好將監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置在坡肩頂部。

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