库水作用下青杠坪巨型滑坡复活机理研究

发布时间：2020-10-31 11:19

　　 溪洛渡库区蓄水过程中,导致了大量岸坡的变形及破坏,其中青杠坪巨型滑坡就是最为典型的库水作用下复活的滑坡之一,该滑坡于2014年4月24日复活,近300万m~3的堆积体滑入金沙江中,损毁大量房屋、公路、水池水窖和水管等,严重威胁到当地居民的生命财产安全。本文在实地调查与收集库区蓄水前后至滑坡复活前后各时间段内斜坡体变形破坏特征的基础上,结合斜坡体实际位移监测资料、InSAR对斜坡体的变形监测数据,辅以室内外试验获取青杠坪滑坡表层堆积体物理力学特性,详细叙述了青杠坪滑坡变形破坏特征及其演化过程,并对滑坡体变形进行了分区分析,然后采用QUAKE/W与SLOPE/W耦合模拟2014年4月5日永善地震对青杠坪滑坡稳定性的影响,再使用SEEP/W与SLOPE/W耦合模拟降雨及库水升降对斜坡体稳定性的影响,深入分析青杠坪滑坡的复活机理。最后使用FLAC~(3D)模拟后期库水于540m~600m高程不断升降的过程中斜坡体位移及稳定性的变化,对青杠坪滑坡变形演化趋势进行分析,最终得到如下结论:(1)青杠坪滑坡为一巨型古滑坡,在历史上曾发生过多次滑动,滑体表层为洪积物,为玄武岩为主的碎砾石层,分布于青杠坪平台上,厚6.06~73.50m;以下为泥页岩碎块石为主的滑坡堆积,厚度37.73~220.00m;滑带结构较密实,厚1.10~5.33m,为挤压十分紧密泥页岩碎屑、角砾夹泥;滑床为志留系泥页岩。(2)青杠坪滑坡强变形区范围为中部陡坎坡脚(高程940m)以下区域;陡坎以上至青杠坪滑坡后缘即为弱变形区,随着时间的推移,强变形区有逐渐向陡坎上部转移的趋势。库水作用下前缘复活体位于强变形区中部靠右,其斜长约450m,横宽约300m,滑体厚8.5~35m,体积约300万m~3,滑体为含碎石角砾土,厚8.5~35m;滑带为角砾土夹粉质黏土,厚度0.2~0.3m,滑床为含碎石角砾土。(3)室内外试验结果显示:(1)青杠坪滑坡表层堆积体孔隙率0.69、结构中密,整体级配良好;平均渗透系数为6.94×10~(-2)cm/s,为中-强透水介质。(2)斜坡体含碎石角砾土黏土矿物含量少,易溶于水的矿物含量低,多为微溶、难溶的矿物,水对矿物成分的影响有限。(3)土体抗剪强度指标与含水率的关系:c=0.0417ω~2-2.92ω+68.86,?=0.494ω+37.12。(4)土体抗剪强度指标与干湿循环次数n的关系:c=0.00457n~2-0.367n+27.0486,φ=-0.166n+26.78。(4)蓄水前青杠坪滑坡处于稳定状态,斜坡体局部形变主要由于降雨及灌溉导致。水库蓄水后,前缘复活体稳定性有一定程度的波动,整体来说逐渐降低。前期降雨及2014年4月5日永善发生的5.3级地震对青杠坪滑坡前缘局部的复活有一定促进作用,但仅使得坡体局部地区产生拉裂缝,不至于产生大规模的复活滑动,相比遇水后水岩间的化学作用、物理作用来说,后期库水自560m快速下降(0.8m/d)至540m的过程中,产生的力学作用(渗流潜蚀)是导致青杠坪滑坡前缘复活的直接原因。(5)库水位稳定于540m与600m高程条件下,青杠坪滑坡整体稳定,仅消落带上方高程640~690m处中倾下游的巨型块石上部产生拉张裂缝,裂缝宽度(位移量)为0.1~12.24cm。(6)数值模拟结果显示不同干湿循环次数下,斜坡体变形部位均主要集中在青杠坪滑坡已复活部位的前缘、左侧及后缘3个区域,向后延伸至强变形区后缘陡壁高程约930m处,位移量均在高程640~690m处中倾下游的巨型块石上部集中。随着干湿循环次数n的增加,坡体堆积体变形裂缝逐渐加大,稳定性系数不断降低。当n=35时,消落带以上780~930m高程范围及巨型块石上部位移集中部位的堆积体将发生滑动,青杠坪滑坡将再次复活,按照库水循环1次/年的频率,自2014年4月24日起约35年后,即2049年左右,滑坡将再次发生滑动,如果库水升降较为频繁,加上降雨、地震及人类工程活动的影响,这一进程将有所提前。
【学位单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P642.22
【部分图文】：

的第三个梯级水电站，坝址位于四川省雷波县和云南省永善县交界的溪洛渡峡谷内。青杠坪巨型滑坡位于云南省永善县务基镇白胜村上坝一、二社，地处金沙江右岸（图1-1），中心地理坐标为：东经103°32′05″，北纬28°10′41″。滑坡体后缘为白胜村青杠坪平台，在建昭永公路从白胜村通过，滑坡体上有通村土路，滑坡坡脚为金沙江溪洛渡水电站库区，该水库于2013开始蓄水，到青杠坪巨型滑坡前缘局部复活时（2014年4月24日），期间经历过多次的库水位调度，库水位的升降最终导致了青杠坪滑坡复活，新的滑坡体约300万m3

本文在导师冯文凯教授的悉心指导下，依托“乌蒙山区碳酸盐岩区典型崩滑灾害成因机理物理与数值模拟”项目，以溪洛渡水库库区永善县务基镇白胜村上坝一、二社青杠坪滑坡堆积体（图1-2）为研究对象，以“库水作用下青杠坪巨型滑坡复活机理研究”为题，在对溪洛渡水电站库区地质环境背景、地质结构及青杠坪巨型滑坡基本特征进行资料收集及现场调查的基础上，结合斜坡体位移监测资料、室内外试验、GEO-Studio与FLAC3D数值模拟等手段深入探究青杠坪滑坡变形破特征、复活机理及滑坡变形演化趋势。图 1-1 青杠坪滑坡地理位置图图 1-2 青杠坪滑坡全貌图

1.3.2 研究思路与技术路线本文在已有资料的基础上，对滑坡进行多次调查，分析水库蓄水前后青杠坪滑坡的变形破坏特征及影响因素，初步找出青杠坪滑坡复活的影响因素及主控因素，尔后通过室内外试验获取青杠坪滑坡的渗透系数、抗剪强度与含水率和干湿循环次数 n 的关系、矿物成分及含量等一系列物理力学性质。再采用 QUAKE/W与 SLOPE/W 耦合模拟 2014 年 4 月 5 日永善地震对青杠坪滑坡位移及稳定性的影响，采用 SEEP/W 与 SLOPE/W 耦合模拟库水升降及前期降雨对青杠坪滑坡体地下水浸润线、位移及稳定性的影响，深入分析库水作用下青杠坪滑坡复活机理。最后使用 FLAC3D模拟库水高程为 540m、560m 的稳定水位以及后期库水于540m~600m 高程频繁升降作用下，青杠坪斜坡体位移、稳定性演化趋势进行分析，对青杠坪滑坡堆积体未来的演化发展趋势进行预测研究，拟采用的技术路线图如下所示（图 3-1）。
【参考文献】

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本文编号：2863876