库水及降雨作用下二滩金龙山Ⅰ区滑坡的变形机理研究

发布时间：2017-11-13 07:26

  本文关键词：库水及降雨作用下二滩金龙山Ⅰ区滑坡的变形机理研究

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【摘要】：库岸边坡特别是近坝库岸边坡的稳定与水库大坝的运行安全戚戚相关。在水电工程灾难中,1963年发生在意大利瓦伊昂水库的特大滑坡具有历史性的深刻教训,随后国内外学者开始对库岸稳定进行关注。金龙山谷坡属于二滩水电站的近坝库岸边坡,其变形及稳定与否对水库的正常运营意义重大。故以二滩金龙山Ⅰ区滑坡为工程背景,以其长达二十多年的原位监测成果为基础,结合数值模拟计算,针对其变形机理开展研究。首先,在充分认识地质原型的基础上,依据地表及深部变形监测资料,分四个阶段(蓄水前、快速蓄水、试运行期、正常运行期)阐述了滑坡变形的时间特征以及空间特征;运用Geo-Studio软件,对蓄水前、库水骤升、库水骤降、降雨、库水骤升联合降雨这五种工况条件下的渗流场,进行了二维模拟计算;在此基础上,对五种工况下的应力—形变场(主应力、塑性区、位移)进行了渗流和应力耦合下的二维模拟计算。最后结合渗流力学理论,对金龙山Ⅰ区滑坡的变形原因及机理进行了初步分析。目前主要取得了以下五点研究成果:1.蓄水前,滑坡的坡表变形受降雨影响明显。快速蓄水期,滑坡地表及滑面的变形速率均明显增大,且变形具有滞后性;试运行期,坡体地表及滑面位移速率均在1998年9月开始降低,随后位移以小速率呈线性增长;正常运行期,滑坡地表及深部位移速率进一步降低,地表位移与降雨存在关联性,而旱季库水下降与滑坡滑面变形量的增加有很好的对应关系,表明库水下降会促进坡体变形。2.滑坡地表变形以水平向为主,前缘隆起变形。地表变形与高程相关,即高程低的滑坡前部变形大于高程高的中后部位。且随着库水位的上升,坡体地表变形范围快速向坡后扩大。由坡体深部变形可知,滑坡体沿着粘土岩顶部顺滑坡向整体蠕滑变形。3.库水位快速上升时,库水入渗坡体的浸润线先呈现“倒流”趋势,随后逐渐变缓。滑坡的孔隙水压力在库水上升、降雨及二者联合工况下都会增大,而库水位下降时孔隙水压力则会降低。并且,库水位变动时,水位附近的坡体渗流速度及水力梯度也最大,这与客观规律相吻合。4.滑坡在降雨、库水位上升、下降工况下应力场变化集中在坡体前部,且位移场发生了变化,塑性区也相应增大。库水位上升和下降引起的坡体变形,主要是库水与坡体的渗流作用产生的浮托力和渗流力共同作用导致的,加上库水对滑坡岩土体的力学性质的弱化,使得坡体稳定性系数下降。与降雨相比,库水波动的渗流作用对滑坡的变形起到了更为重要的影响。5.从影响深度来看,降雨对均匀介质坡体地表的影响更大。降雨弱化一定深部内岩土体的力学性质,故抗滑力降低;而被雨水浸润后的岩土体容重增大,坡体下滑力增大,因而稳定性系数相应降低。事实上,滑坡体并不是数值模拟中的均匀介质,其内部存在着诸多裂隙,降雨会顺着裂隙流到滑面处,弱化滑面力学性质,滑面变形量相应增大。
【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

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本文编号：1179704