巫山县八角田滑坡稳定性评价及其涌浪预测

发布时间：2020-08-11 23:05

【摘要】：三峡库区随着蓄水工作的进行,水位在145m至175m之间规律性变化,两岸斜坡所处区域的地质构造较复杂,库水淹没斜坡导致坡体物质成分、渗流、应力等发生改变,引起干、支流两岸斜坡的原始状态改变,地质灾害发育。长江横穿重庆市巫山县,水位变动降低两岸坡体稳定性,诱发不同规模的滑动,携带具有差异的巨大势能,坡体与水面接触的瞬间产生能量的传递,诱发二次灾害——涌浪,严重危害航运、电站生产及周围居民的安全。因此,必须分析沿江滑坡的稳定性及预测可能引发的涌浪。论文以巫山县八角田滑坡为研究对象,详细分析了地质要素、变形特征以及要素、变形机理,依据资料和变形迹象,定性评估稳定性。根据滑坡工程地质条件,运用Geo-studio软件模拟探讨了降水、长江水位变动与两种类型联合的作用,探究了滑坡渗流场的变动状况以及稳定性的改变,并采用涌浪计算公式对滑坡可能造成次生灾害作了推测。根据研究所取得的主要成果有:(1)通过研究滑坡的工程地质条件、影响因素及变形特征,推断滑坡主要影响要素是降水和水位涨落。滑坡前缘土体厚度较大,而后缘偏薄,滑坡的前缘长期浸没水中,确定为沿基覆界面滑动的牵引式滑坡。(2)利用Geo-studio有限元软件中的Seep/W和Slope/W单元模拟探讨滑坡的渗流场改变与稳定性的变化,较全面分析了不同降水强度、水位涨落及两者耦合作用对渗流与稳定性的影响,验证了降雨与水位涨落是影响滑坡的主要因素。(3)滑坡渗流场分析水位上涨或下落与相同降水量不同降水强度耦合作用,以及六种差异降水强度(145m稳定水位时)等多种条件下滑坡渗流场的改变特征。水位涨落、降水伴随坡体内外渗流场的改变,形成动水压力,坡体内力变化复杂;而稳定水位时静水压力作用相对简单。(4)滑坡稳定性模拟研究结果说明,八角田滑坡稳定性随水位的下落而降低,随水位上涨而提升,高水位对应的稳定性高于低水位。在稳定性偏低的145m水位时,假设6种差异降雨强度作用相同时间,降雨强度越大,坡体内的孔隙水压力减小差值越大,滑坡稳定性随降雨强度的增加而降低。耦合作用时,假设降雨量为450mm,确定45mm/d、90mm/d的降雨强度,分析得到降水持续时间越久或强度越大,稳定性下降幅度越大。综合表明,降水较水位变动对滑坡稳定性的影响更大。(5)根据滑坡工程地质条件与形态,利用殷坤龙的涌浪计算系列公式,预测滑坡在145m、175m稳定水位时失稳滑入长江水中引起涌浪,研究得到滑坡的上、下游10km范围内,涌浪高度降低的速率呈现先快后慢的趋势。
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P642.22;TV139.23
【图文】：

第一季度,地质灾害

1 绪论1 绪论选题依据和研究意义中国的地灾发育且频发，每一年都损失巨大。按照中国地质调查局调查说明前主要发育 6 类地质灾害，其中滑坡、崩塌、泥石流发生比较频繁且造成的，次为地面裂缝、沉降与塌陷。据资料显示，2017 年 1 月到 3 月中国（统计港特别行政区、澳门特别行政区与台湾省）共发生地质灾害 213 起，而滑坡占比超过了 50%（图 1-1）。根据整理 2012 年-2016 年中国《全国地质灾害通灾害数量统计（表 1-1）表明了滑坡在中国的地质灾害中发育的比例超过了 6地区最为发育，期间中国遭受地灾死亡人数至少为 229 人。其中一部分是来改变斜坡的自然环境造成，比较显著呈“线状”分布的就是发展清洁能源和的水利工程，如：三峡、紫坪铺、小浪底等水利枢纽工程，形成不同规模的顺着江河、溪流分布。

巫山县,地质灾害

图 1-2 巫山县 2015 年地质灾害统计Figure 1-2 Statistics of geological disasters in Wushan County in 2015、规模、所处位置等方面进行研究，稳定评估手段包含定性、定量两类。1、定性评价滑坡稳定的定性评估在工程实践中使用普遍，主要包含自然历史分析法、工比法、图解法。自然历史分析法是依据已知的工程、地质条件为前提，剖析滑坡的变形特征征及其规律、影响因素，演化滑坡变形破坏的进程，从而断定和评估滑坡的状，能恰当的推断将来的发展趋向。工程地质类比法主要利用于对比特征相近的滑坡，由已知推断未知，分别对域或特征相似滑坡的工程地质条件、变性特征、影响要素等特征，主观评估滑坡的稳定性。依据丰富的工程经验，寻找滑坡所有的相近特性，并且区别。图解法适用的有两种，包含关系曲线法、赤平投影法。关系曲线图法是边坡关的参数利用关系曲线或诺模图进行体现，由此计算出安全系数；或者通过全系数与已知参数反演滑坡的岩土力学参数、坡高、坡角等其它参数来评价

巫山县,月平均气温,降雨量

2.1.1 气象研究区地处亚热带季风性潮湿气候区，常年受到副热带高压环流产生的东南季风的影响。巫山县北侧高山阻挡西伯利亚冷高压形成的北向季风，使区域具有“春天温度较低，且寒潮频发；夏天昼长夜短，天气炽热，降水量丰富；秋天朝夕温度转变大多为连绵阴雨气候；冬天昼短夜长，且天气温和少雨、温度低”的现象。此外县内的垂直气象分带分明，小区域气象呈现出“水平差异小，垂直差异大”的特性。因为地形复杂，高差较大，深受东南暖湿季风的作用，海拔越来越高，气候呈现出从亚热带到寒温的垂直递变过渡。巫山县近几年的月平均温度和降水量详见图 2-1。据县志数据，月份平均最低与最高温度的差异较大，分别为 7.1℃和 29.2℃。依据统计资料得到县平均温度 18.4℃，199年 1 月 30 日出现极低温度-6.9℃，1959 年 8 月 23 日极高温度 41.8℃。按照气象部门多年的统计，巫山县的年、月、日的最大雨量分别为 1356 毫米、445毫米和 141.4 毫米，每一年的均匀降水量为 1049.3 毫米。研究区因为受到季风气候、地质构造的控制，故而不同月份的降雨量明显不均衡，5～9 月降雨集中，在这期间内地灾频繁发生。

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