三峡库区簸箕石滑坡变形机制及其稳定性研究

发布时间：2017-10-23 15:40

  本文关键词：三峡库区簸箕石滑坡变形机制及其稳定性研究

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【摘要】：三峡库区自然条件和地质条件复杂,暴雨洪水频发,从古至今一直是滑坡地质灾害多发区。2003年水库开始蓄水,引起库区滑坡水动力环境的改变,诱发了某些滑坡整体或局部的变形。簸箕石滑坡位于重庆市涪陵区仁义乡学堂村长江左岸,距三峡大坝约455.7km,该滑坡发生在砂泥岩互层的顺层斜坡中,方量达176万m3。滑坡自1950年后局部曾多次在汛期发生过变形,三峡水库蓄水后,Ⅰ号滑坡中前部发生了一定程度的变形。随着库水位日降幅从0.6m/d增加到1.2m/d,岩土体物理力学性质和渗流场的改变,将对滑坡稳定性造成影响。簸箕石滑坡的变形危及坡体上的居民的生命财产安全,同时,一旦滑体整体或局部下滑入江,将对长江巷道和过往船只造成一定威胁。因此,对簸箕石滑坡的变形机制及其稳定性的研究,具有较大的实际意义,同时对库区同类型滑坡的稳定性研究有一定的参考价值。本文查明了滑坡区基本地质条件,着重对滑坡的变形破坏特征作了详细的调查与分析,并对滑坡近期的变形破坏机制进行了研究。运用Flac3D数值模拟软件对Ⅰ、Ⅱ号两滑坡的变形破坏特征进行数值模拟,并将模拟结果与实际调查结果作比较。最终通过对滑坡变形影响因素、变形破坏特征的分析,定性判断Ⅰ、Ⅱ号两滑坡的稳定状况,采用极限平衡法对Ⅱ号滑坡在天然和暴雨两种工况进行稳定性计算,并使用GeoStudio软件中的Seep/W模块模拟Ⅰ号滑坡在库水-降雨耦合作用下的渗流场,分析研究了Ⅰ滑坡在暴雨、库水以及增大库水日降幅条件下的稳定性及其变化趋势。主要获得以下认识及成果:(1)簸箕石滑坡的形成发生在砂泥岩互层的顺层斜坡中,形成机制主要是滑移-拉裂型。簸箕石滑坡分为两区,Ⅱ号滑坡形成时间早于Ⅰ号滑坡,规模相对较小,后期改造较大。Ⅰ号滑坡形成时间较晚,滑体完整性相对较好。(2)Ⅰ号滑坡现有变形主要反映在前缘至192m高程一带,192m高程一带变形以民房开裂,院坝沉降、开裂为主,变形裂缝宽大多在0.1~0.5cm之间,长度一般15~20m。192m高程以下主要为土体,变形迹象不容易发现。175m高程一带发育多个塌岸,塌岸一般高1~1.5m,形态不一。Ⅱ号滑坡变形主要反映在194~206m高程一带,变形以墙体开裂、院坝沉降为主,变形裂缝宽一般0.1~0.5cm,最大宽度约3.0cm,裂缝长度一般5~15m。Ⅰ号滑坡变形主要受暴雨和库水影响,Ⅱ号滑坡滑面在175m以上,变形与库水无关,主要受暴雨影响。(3)簸箕石滑坡土体结构较松散,在暴雨的作用下,雨水入渗到深部只有沿基覆界面富集、运移,软化接触面上的岩土体,降低其抗剪强度,降低滑坡稳定性。库水位的涨落,对簸箕石Ⅰ号滑坡影响主要有以下三点:(1)引起坡体前缘地下水位的变化,使得前缘滑体产生较明显的动水压力,不利于前缘稳定性;(2)库岸再造导致前缘塌岸发育,使得前缘滑体局部解体,降低前缘支撑力;(3)江水长期对前缘的滑体的浸泡,降低了前缘滑体的力学性质。(4)利用Flac3D软件对簸箕石滑坡区在天然、暴雨和库水状态下的变形特征进行数值模拟,结果可知:(1)在天然状态下,除Ⅱ号滑坡局部存在很小的变形量以外,滑坡其余部位均无明显变形。(2)在暴雨作用下,Ⅱ号滑坡变形比较集中,Ⅱ号滑坡最大变形量约为30mm,与现实变形特征和变形程度接近。(3)在库水作用下,Ⅰ号滑坡中部最大变形量约为34mm,与现实变形破坏特征基本吻合。(5)采用Seep/W模块模拟Ⅰ号滑坡在库水作用和降雨作用下的渗流场,结果表明:滑坡前缘浸润线均随着库水位的变化有明显“滞后”现象;在模拟降雨时,降雨第一天,大部分雨水沿着地表径流排泄,仅少部分入渗的雨水在坡体表面形成短暂的饱和带。在第二天和第三天,随着雨水的不断入渗,湿润锋在坡体内不断向下推进,上层饱和区域的范围变大。(6)通过稳定性定性分析和定量计算,综合认为:Ⅰ号滑坡整体稳定性较好,库水波动过程中,该滑坡整体处于基本稳定状态。该滑坡前部变形区在库水位下降工况中,处于欠稳定状态,并且增大库水位日降幅到1.2m/d时,其稳定性明显降低。Ⅱ号滑坡在天然状态下处于整体稳定状态,在暴雨状态下处于整体基本稳定状态。
【关键词】：滑坡 变形机制 数值模拟 稳定性评价
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P642.22
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 前言11-18
• 1.1 选题依据及研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 库岸滑坡变形机制研究现状12-13
• 1.2.2 库水涨落对滑坡稳定性影响的研究现状13
• 1.2.3 降雨对滑坡稳定性影响的研究现状13-14
• 1.2.4 滑坡稳定性研究方法14-15
• 1.3 研究内容及技术路线15-18
• 1.3.1 研究内容15-16
• 1.3.2 研究思路及技术路线16-18
• 第2章 滑坡区地质环境条件18-27
• 2.1 气象水文条件及三峡水库调度18-20
• 2.1.1 气象18-19
• 2.1.2 水文19
• 2.1.3 三峡水库调度情况19-20
• 2.2 地形地貌20-23
• 2.3 地层岩性23
• 2.4 地质构造23-24
• 2.5 地震24-25
• 2.6 水文地质条件25
• 2.7 人类工程活动25-27
• 第3章 滑坡基本特征及成因机制分析27-40
• 3.1 滑坡形态特征及规模27-32
• 3.2 滑坡物质组成及结构特征32-36
• 3.2.1 滑体32-34
• 3.2.2 滑带34-35
• 3.2.3 滑床35-36
• 3.3 滑坡成因机制分析36-40
• 3.3.1 滑坡形成地质环境条件36
• 3.3.2 滑坡成因机制分析36-40
• 第4章 滑坡变形破坏特征及变形机制研究40-60
• 4.1 滑坡变形历史40
• 4.2 滑坡变形破坏特征40-47
• 4.2.1 Ⅰ号滑坡变形迹象及分析43-46
• 4.2.2 Ⅱ号滑坡变形迹象及分析46-47
• 4.3 滑坡变形机制地质分析47-49
• 4.3.1 滑坡变形影响因素47-48
• 4.3.2 滑坡变形机制分析48-49
• 4.4 滑坡变形机制三维数值模拟分析49-58
• 4.4.1 计算模型建立49-51
• 4.4.2 天然状态下模拟结果分析51-53
• 4.4.3 暴雨状态下模拟结果分析53-56
• 4.4.4 库水作用下模拟结果分析56-58
• 4.5 小结58-60
• 第5章 滑坡稳定性评价60-85
• 5.1 滑坡稳定性定性分析60
• 5.2 滑坡稳定性定量计算评价60-81
• 5.2.1 计算剖面选取及计算工况确定60-64
• 5.2.2 渗流场计算模型及边界条件64
• 5.2.3 参数选取及土水特征曲线64-67
• 5.2.4 滑坡渗流场模拟分析67-76
• 5.2.5 滑坡稳定性计算结果与分析76-81
• 5.3 滑坡稳定性敏感因素灰色关联度分析81-83
• 5.4 小结83-85
• 结论85-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-91
• 攻读学位期间取得学术成果91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1084130