三峡库区蓄水影响下的凉水井滑坡复活机制与稳定性演化研究

论文摘要

以三峡库区凉水井滑坡为依托,采用基于极限平衡理论的传递系数法、FLAC数值模拟和监测工程等手段对滑坡在三峡库区蓄水影响下的复活机制及稳定性演化规律进行了研究,得到了以下结论:(1)库水位变动对滑坡的作用方式主要表现为地下水对滑体的浮托减重作用、渗透力以及对滑带土的浸泡软化,其中库水位上升阶段以浮托减重和浸泡软化作用为主,库水位下降阶段以渗透力作用为主。(2)基于传递系数法和数值模拟的滑坡稳定性分析表明,库水位上升至高水位运行阶段,滑坡体内地下水位随库水位逐渐上升,滑坡中前部抗滑段滑体饱水面积和滑面长度增大,地下水对滑体的浮托减重作用和对滑带土的浸泡软化作用增强,滑坡整体抗滑力降低,滑坡稳定性系数随之下降,滑坡稳定性演化趋势呈“下降型”,高水位运行期稳定系数基本衡定;库水位下降阶段,由于滑坡体内地下水渗透力作用范围不断增大,增加了滑坡整体的下滑力,滑坡稳定性系数仍呈下降趋势,库水位下降至145m后的低水位运行前期,随着地下水的进一步下渗,渗透力对滑体的作用范围逐渐减小,当滑坡体内地下水位与库水位齐平时,地下水对滑坡体的渗透力消失,滑坡稳定性系数达到最大,即库水位下降阶段至高水位运行前期,滑坡稳定性演化趋势呈“下降上升型”。(3)通过对滑坡2009年4月至2011年4月监测成果的分析发现,滑坡呈整体变形趋势,水位下降期滑坡变形速率大于水位上升期,高水位运行期滑坡变形速率大于低水位运行期,大部分监测点变形速率接近平均值,滑坡整体位移速率较低,第二个水文年滑坡变形速率低于第一个水位年,表明目前滑坡变形以蠕变为主,暂无高速启动迹象,且总体变形有逐渐减缓趋势。(4)库水位变动导致滑坡稳定性下降,当滑坡整体稳定性突破极限平衡时,滑坡内力将失去平衡,整体下滑力大于抗滑力,最终产生过大变形而复活。根据滑坡稳定性计算结果及监测结果,库水位变动影响下滑坡稳定性系数降低幅度较低,整体位移速率较小,并结合该滑坡中前部抗滑段滑体范围大、滑面相对较平缓的特点,综合判定目前该滑坡复活后的变形以蠕变为主,暂时不会出现高速启动破坏的情况,理论计算得到的滑坡稳定性演化规律与监测结果基本一致。(5)通过对该滑坡复活机制及稳定性演化规律的研究结果,结合目前该滑坡危害对象仅为长江航道,建议继续对滑坡进行监测,进一步掌握滑坡在蓄水影响下的变形趋势,若滑坡未出现明显加剧变形迹象,可对滑坡暂不实施工程治理措施,若滑坡出现加剧变形,可能危及长江航道,则建议对滑坡采取工程治理,工程治理建议采用削方减载方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 水库滑坡成因
• 1.2.2 库水对岸坡的水岩作用
• 1.2.3 库水作用下渗流自由面的确定
• 1.2.4 库水作用下滑坡稳定性分析方法
• 1.2.5 库水作用下滑坡稳定性演变趋势
• 1.2.6 水位变动条件下的数值计算
• 1.3 论文研究内容、方法及思路
• 第二章 凉水井滑坡概况
• 2.1 自然地理
• 2.1.1 地理位置及交通
• 2.1.2 气象、水文
• 2.2 地质环境条件
• 2.2.1 地形地貌
• 2.2.2 地层岩性
• 2.2.3 地质构造
• 2.2.4 区域水文地质条件
• 2.3 滑坡基本特征
• 2.3.1 滑坡平面形态
• 2.3.2 滑坡空间形态
• 2.3.3 滑坡物质组成及结构特征
• 2.3.4 滑坡水文地质
• 2.3.5 滑坡变形迹象及特征
• 2.3.6 滑坡岩土物理力学参数
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于极限平衡的稳定性分析
• 3.1 蓄水影响下的滑坡水岩作用
• 3.1.1 地下水对岩土体的物理作用
• 3.1.2 地下水对岩土体的力学作用
• 3.3 蓄水影响下的滑坡稳定性分析
• 3.3.1 滑坡破坏模式
• 3.3.2 滑坡稳定性计算方法
• 3.3.3 滑坡稳定性计算工况
• 3.3.4 库水位上升影响下的地下水作用分析
• 3.3.5 库水位下降影响下的浸润线计算
• 3.3.6 滑坡稳定性计算结果及分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 FLAC 数值模拟分析
• 4.1 计算方法及原理
• 4.2 FLAC 基本原理
• 4.3 计算模型
• 4.4 物理力学参数
• 4.5 稳定系数求解
• 4.6 模拟结果及分析
• 4.6.1 水位上升工况数值模拟
• 4.6.2 水位下降过程数值模拟
• 4.6.3 数值模拟成果分析
• 4.7 本章小结
• 第五章 滑坡监测成果分析
• 5.1 监测方案
• 5.1.1 监测方案的主要原则
• 5.1.2 监测内容、监测方法及仪器
• 5.1.3 监测网的布设
• 5.2 监测成果
• 5.3 监测成果分析
• 5.3.1 基于地质判断的分区及分析
• 5.3.2 分区监测数据统计及分析
• 5.3.3 滑坡变形与库水位变动分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 滑坡复活机制及稳定性演化趋势
• 6.1 滑坡成因及复活机制分析
• 6.1.1 滑坡成因分析
• 6.1.2 地下水作用下的滑坡复活机制分析
• 6.2 滑坡稳定性演化趋势分析
• 6.2.1 基于理论计算的稳定性演化趋势分析
• 6.2.2 滑坡监测稳定性演化趋势分析
• 6.2.3 滑坡稳定性演化趋势综合分析
• 6.3 防治建议
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论及建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著