关键词:
水库滑坡
水位涨落
监测系统
干湿循环
强度衰减
孕灾机理
安全系数
摘要:
三峡工程是世界上最大的水利枢纽工程,库岸总长5300km。水库运行期间,库水位在145m至175m之间周期性升降,这必然影响沿江两岸库水变动带边坡的稳定性,造成库岸边坡的失稳破坏。从以往岸坡地质灾害发生情况看,库岸滑坡具有突发性、剧烈性及长期性等特点,且大部分为古滑坡复活。开展滑坡在库水作用下复活机理的定量研究,对水库型滑坡的预测预报及防治具有重要的指导意义。论文选取三峡库区三大滑坡之一的巴东县黄土坡滑坡前缘1撑崩滑堆积体为研究对象,采用现场调查与监测、室内试验、理论分析和数值模拟等研究手段,研究水库运行条件下滑坡体的变形特点、周期性浸泡作用下滑带土的力学参数衰减规律、水位大幅变化条件下滑坡的破坏机理以及水库运行期间滑坡的稳定性。主要取得了以下成果:\n 1.获得了三峡水库运行期滑坡体的变形、地下水位以及相应的库水位监测资料,为水库滑坡的孕灾机制研究提供了实例资料。监测结果表明:滑坡体前缘地下水位与长江水位变化情况基本一致,其主要受库水位的控制;滑坡体中后部的地下水位受蓄水影响不明显;滑坡前缘变形较为明显,蓄水期滑坡变形有指向坡内的趋势,但很快又变向坡外;水位变化期变形速率较快,运行期变形速率趋缓。\n 2.通过滑带土的干湿循环直接剪切试验,研究了周期性浸泡条件下滑带土的强度衰减规律,结果表明:滑带土抗剪强度随干湿循环次数增加而衰减,之后趋于稳定。强度参数c和ψ衰减规律相似,但是衰减速度不同,粘聚力较内摩擦角衰减速达快。滑带土塑性指数的变化和粘土矿物含量的增加是导致滑带土强度衰减的一个重要原因。\n 3.采用3DEC离散元程序研究了水位对理想库岸滑坡变形的影响,并初步探讨了库岸滑坡的变形破坏机制,结果表明:\n (1)水库蓄水对于库岸滑坡的变形影响明显;滑坡体的变形随着水位的升高而逐渐增大。不同静水位下滑坡体的变形差别较小。\n (2)水位上升过程中,滑坡体内的位移随着水位的升高而增大,处于饱和区的前缘位移增加最大;水位上升相同幅度的情况下,水位越高,滑坡体的变形越大;水位的上升幅度越大,滑坡体的变形越大。\n (3)水位下降的情况下,处于饱和区的前缘位移随着水位的下降而减小,非饱和区域点的位移值的变化随水位的变化不明显,但可以看出明显受到水位变化的影响;水位骤降过程中对滑坡体的变形影响最大。\n (4)在库水位大幅变化的条件下,库岸滑坡的变形破坏可以大致分为前缘剪出破坏和后缘拉剪破坏两个阶段。\n 4.采用三维离散元程序3DEC结合强度折减法,对理想滑坡在库水位作用下的安全系数进行研究。并与基于极限平衡分析思想求得的安全系数进行对比。对比结果证明了求解方法的有效性。\n 5.采用3DEC对黄土坡滑坡1#崩滑体在水库运行条件下的受力变形进行了模拟分析,并对变形计算值和监测值进行对比,计算所得的滑坡体变形趋势和变形范围与监测结果基本一致,反映了计算结果的合理性。并考虑水库运行条件下滑坡岩土体强度的衰减,对黄土坡滑坡1#崩滑体在145m和175m稳定水位时的安全系数进行了求解。结果表明滑坡体在稳定水位时处于稳定状态。