降雨及库水位升降联合作用下滑坡稳定性研究

发布时间：2020-06-18 10:54

【摘要】：重庆市地处四川盆地东部,滑坡地质灾害极为发育,是我国地质灾害的多发区和重灾区。本文在整理三峡库区重庆市巫山县2007年到2013年滑坡地质灾害大量调查监测数据的基础上,通过传递系数法对研究区内的22个单体滑坡在水库蓄水、库水位下降及降雨联合作用下的不同工况进行滑坡稳定系数计算,再通过对不同工况下的滑坡群稳定系数进行统计分析,探究该研究区的滑坡群稳定性。在滑坡群稳定性研究的基础上,选取曹家沱滑坡作为典型滑坡体,从滑坡宏观变形分析入手,结合滑坡地表及深部位移监测数据和对应时期的库水位调度及历年降雨监测资料,系统研究在降雨及库水位升降影响下曹家沱滑坡变形失稳特征。借助FLAC~(3D)软件对曹家沱滑坡进行稳定性分析,探讨流固耦合作用下水库不同蓄水高度及不同水位下降速度对该滑坡稳定性的影响。论文主要取得了以下研究成果和结论:(1)库水位从135m到160m蓄水,随着水位上升滑坡群整体稳定性逐渐下降,而当库水位在160m到175m进行蓄水时,随着水位上升滑坡群整体稳定性逐渐上升;在降雨及库水位上升状态下,滑坡群整体的稳定性呈下降趋势;当库水位分别以0.5m/d、1m/d、1.5m/d和2m/d从175m下降到145m,随着下降速度的增大,滑坡群整体稳定性逐渐减小;当库水位从175m下降到145m(0.5m/d),降雨强度分别在0.02m/d、0.05m/d、0.1m/d和0.15m/d时,随着降雨强度的增大,滑坡群的稳定性逐渐下降,当降雨强度为0.15m/d时,滑坡群处于失稳状态;当库水位下降速度在1m/d时,滑坡群在不同降雨强度下均处于失稳状态,并且随着降雨强度的增大,滑坡群整体稳定性逐渐下降。量化得出了不同工况下各个滑坡体间稳定系数存在差异性,滑坡体离长江距离越远,稳定系数一般越大。(2)从2007年到2013年,曹家沱滑坡地表位移呈阶梯状递增上升,研究区处于低水位阶段运行时,即每年的5月到9月,滑坡体总体位移增量较大,尤其是2009年和2012年,位移变化剧烈;研究区处于高水位阶段运行时,即每年的10月到次年的4月,滑坡体位移增量变化很小。滑坡体A区地表变形剧烈,B区地表变形相对稳定。同时,降雨对滑坡体的位移变形也造成了一定影响。(3)通过对深部累计位移监测数据的分析,曹家沱滑坡体滑面以上呈整体运动,中部及前缘变形强烈,后缘变形相对较弱,表现出牵引式滑坡特征,且滑坡体稳定性逐年恶化,在2009年和2012年滑坡体深部发生过两次位移剧增现象。(4)通过FLAC~(3D)数值模拟分析发现,水库初期蓄水高度为135m时,滑坡体稳定系数为1.043,处于欠稳定状态;随着水位蓄水高度达到160m,滑坡体处于临界失稳,此时的稳定系数为1.003;随着水位进一步上升到175m,滑坡处于基本稳定状态,此时的稳定系数为1.074;当水位以0.5m/d从175m下降到145m时,滑坡体的稳定系数为1.039,达到欠稳定状态;当水位以1m/d从175m下降到145m时,滑坡体稳定性系数为0.996,处于失稳状态。(5)基于流固耦合数值模拟,探讨了库水位不同蓄水高度和不同下降速率条件下曹家沱滑坡体孔隙水压力分布及变化特征。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV223;P642.22
【图文】：

2007 年到 2013 年滑坡地质灾害调查数据的基础上，基于传递系数法对研究区内的 22 个单体滑坡在水库蓄水、库水位下降及降雨联合作用下的不同工况进行滑坡稳定系数计算，通过各个工况下滑坡稳定系数计算结果的统计分析研究库区水位升降及降雨对滑坡群的稳定性影响，并为下一步典型滑坡的选择及工况选择提供参考依据。（2）曹家沱滑坡稳定性分析。库水位升降和降雨是滑坡变形破坏的主要外因，拟以曹家沱滑坡为例，从滑坡宏观变形分析入手，结合滑坡地表位移专业监测资料和对应时期的库水位调度及降雨实测资料，系统分析降雨及库水位周期性变化对滑坡稳定性的影响，再通过滑坡体深部位移历年变化监测数据进一步研究降雨及库水位升降作用下滑坡体深部位移变形特征。同时，结合滑坡群稳定性分析结果及实际库水位升降情况借助 FLAC3D对该滑坡体进行变形、渗流及稳定性进行分析。1.3.2 技术路线论文将以理论研究、现场实测分析及数值模拟分析多种方式相结合的方式，探讨上述研究内容所涉及的问题。技术路线如图 1-1 所示，详述如下：

对外联系的公路等级较低，路况较差，但总体来讲，研究区交通相对便利，具体位置见研究区交通位置图（图2-1）。图 2-1 研究区交通位置图Figure 2-1 Traffic location map of research area（2）气象、水文条件研究区地处亚热带湿润气候区，雨量充沛，日照充足，雨热同季，四季分明。春季多低温阴雨和寒潮；夏季长，气温高，降水丰富常有暴雨，易诱发洪涝、滑坡灾害；秋季气温下降快，多阴雨；冬季短，气候温和少雨。多年平均气温 18.4℃，月平均最低气温 7.1℃，月平均最高气温 29.2℃，极端最低气温-6.9℃（1997 年 1 月 30 日），极端最高气温 41.8℃（1959 年 8 月 23 日）。巫山县多年平均降雨量 1049.3mm，年最大降雨量 1356mm，月最大降雨量 445.9mm（1979 年 9 月）

【参考文献】

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本文编号：2719128