三峡库区巫山段岸坡变形破坏机理研究

发布时间：2020-06-01 15:35

【摘要】：三峡水库从2003年开始蓄水,经历多个蓄水阶段后,于2010年首次蓄水至175m,2013年以后水库开始正常运营,库水位一年一度在145m至175m之间涨落。水库的蓄水和水位周期性升降变化,高达30m的水位变幅,必然造成岸坡岩土体处于饱水—风干的循环劣化环境中,再加上蓄水、泄洪而频繁发生的水位升降甚至联合强降雨作用所构成的复杂动水条件,必将成为新一轮岸坡再造的重要营力。就研究区巫山段库岸而言,受到库区蓄降水的影响,水文、地质环境发生重大改变,该库岸段灾害频发,已经严重威胁到库区通航安全及库区人民生命财产安全。因此,对该段岸坡进行变形破坏机理研究,具有重要的理论和现实意义。本文在查阅区域地质资料的基础上,搜集巫山段库岸岸坡失稳典型案例,并对整段库岸进行现场调查。本文主要研究了岸坡因库水位周期性涨落处于干湿循环劣化环境中而导致岸坡长期强度弱化机理。通过对岸坡典型岩体的室内干湿循环试验、典型岸坡失稳的变形破坏机理分析、数值模拟分析,取得了如下研究成果:(1)通过对研究区工程地质条件的综合调查与分析,将研究库岸段按其岸坡结构类型及其特征进行分段,并将岸坡失稳破坏类型分为冲刷磨蚀型、坍崩滑塌型和整体滑移型三大类。(2)总结分析了库水位升降作用下岸坡岩土体与水的相互作用机理,分别阐述了水与岩土体的化学作用、物理作用及力学作用。(3)选取巫山段库岸出露典型岩石灰岩为研究对象,通过室内干湿循环试验,揭示了灰岩干湿循环劣化规律。试验结果表明,水的干湿循环作用对灰岩的劣化是渐进性的,初期劣化速率较大,随着循环次数的增加,劣化效应逐渐减弱。通过试验得到了灰岩单轴抗压强度、弹性模量、抗拉强度与干湿循环次数之间的函数关系,定义了干湿循环劣化系数,用于表征不同循环次数对灰岩各参数的影响程度。(4)通过对巫山段已经发生失稳破坏的典型岸坡进行破坏过程及破坏模式的研究,在前人的研究基础上,将边坡破坏尖点突变模型引入库岸边坡中,并假定145m水下部分为应变软化区段,145m~175m消落带岩土体为弹性区段,提出岸坡失稳破坏判据,揭示了水库运营期间岸坡突发性破坏机制。(5)为了量化岸坡岩土体因库水浸泡、冲刷、侵蚀及干湿循环作用下岩土体抗剪强度的弱化作用,引入岩土体弱化系数。分别以红岩子滑坡、龚家坊2#滑坡为例,建立数值分析模型,利用FLAC3D软件,研究了土质和岩质滑坡在不同弱化系数下岸坡位移、剪切应变增量及塑性区变化情况,并分别得到了土质和岩质岸坡临界临界失稳时的弱化系数。分析了不同类型岸坡在坡脚弱化滑移阶段,随着坡脚岩土体不断弱化,岸坡稳定性的发展趋势。
【图文】：

技术路线图

构造线,三叠系,神女溪,背斜

重庆交通大学硕士学位论文30°。长江河谷自西向东深嵌其中，形成了典型的中山峡谷地貌。近 EW 向，局部地段呈 SE 向或 NE 向，与区域构造方向大致平行。斜切构造线，瞿塘峡及巫峡横石溪至神女溪一段为横切构造线。瞿塘峡及巫峡段主要为中山地貌区，多分布为二叠系及三叠系嘉陵碎屑岩，区内多呈高陡峡谷区域，尤其是七曜山背斜，横石溪背斜貌最典型的地带，狭窄、坡陡、谷深。山顶高程多在 1000～2000m差一般为 800～1500m，岸坡坡度多在 35°～55°之间，部分峡谷地上，局部为倒坡。瞿塘峡下游峡口至巫山江东咀主要为低山地貌区积分布三叠系巴东组的碎裂岩，岸坡坡角多在 20～35°。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV223

【参考文献】