PFC2D模拟下的刘涧滑坡破坏运动特征与工程启示

本文以陕西省洛南县刘涧滑坡为研究对象，探讨了基于颗粒流离散元法（Particle Flow Code, PFC2D）的滑坡破坏运动过程模拟。首先，通过双轴数值试验对滑坡饱和土体的细观参数进行了标定，这些参数包括土壤颗粒间的粘聚力和摩擦角等，它们对于模拟土体的行为至关重要。与室内试验数据进行对比，结果显示所得到的细观参数能够准确反映滑坡体在破坏运动中的行为，证实了其在滑坡分析中的适用性。 接着，研究人员将这些参数引入PFC2D程序，采用了ball-wall建模方法来构建滑坡模型。这种方法模拟了滑坡体中不同部位（如坡脚、前缘和后部）的颗粒运动，对位移和速度进行了细致的监测，揭示了滑坡运动的特性。模拟结果显示，滑坡的主要诱因是降雨，它导致了斜坡变形，形成由坡脚开挖引发的自前缘向后部牵引并由孔隙水压力诱发的后部向前缘推移式的滑塌现象。 在滑坡运动过程中，表现出明显的三个阶段：上部的推移、中部的剪切以及下部的牵引。滑坡的最大滑动速度达到13.4米每秒，滑动距离达到170米，滑动阶段持续时间约为25秒。这一模拟结果表明，PFC2D方法在模拟滑坡破坏运动过程中具有较高的精度和实用性，为工程决策提供了科学依据。 本文的研究不仅深化了我们对刘涧滑坡破坏机制的理解，也为其他类似地质灾害的预测和防治提供了有价值的技术支持。滑坡灾害的数值模拟技术在地质工程领域具有重要意义，它可以帮助工程师评估潜在风险，优化设计，提高灾害防范能力。关键词涵盖了滑坡、颗粒流、数值模拟以及滑坡运动过程的关键要素，对于相关领域的研究者来说，这是一篇极具参考价值的文章。