硗碛水库某缓坡细粒大型堆积体塌岸机理研究

发布时间：2017-08-04 01:18

  本文关键词：硗碛水库某缓坡细粒大型堆积体塌岸机理研究

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【摘要】：蚂蝗沟5号堆积体位于硗碛水库蚂蝗沟支库右岸,由于水库蓄水导致堆积体内水动力环境改变,地表出现了一系列变形破坏特征,对环湖公路的正常通行、坡体居民的生命财产以及水库的长期运营构成了威胁。本文以详细的野外调查为基础,分析了堆积体的空间形态、物质组成、变形破坏特征以及塌岸模式,从整体上对堆积体作出定性判断;随后运用Geostudio系列软件分析了库水位变化情况下堆积体内渗流、应力和位移变化规律,并依据渗流结果运用极限平衡法对堆积体进行了稳定性分析,最后针对堆积体提出了预测预警的几点判据。本文的主要研究内容和成果如下：(1)根据详细的野外地质勘查,查明了堆积体的工程地质条件以及变形破坏特征；结合监测资料,对堆积体的变形影响因素以及塌岸机理做出分析总结,得出堆积体在库水位下降时变形强烈,表现为动水压力型滑坡特征,失稳模式为蠕滑-拉裂,目前处于基本稳定-欠稳定状态。(2)对堆积体进行渗流场分析,得出了库水位升降情况下堆积体内浸润线以及孔隙水压力变化特征。分析结果表明,在库水位升降时,堆积体内渗流压力场重新分布,同时浸润线发生变化,浸润线的改变具有滞后的时间效应,在库水稳定一段时间后逐渐趋于稳定。(3)对堆积体进行流固耦合分析,得出库水位升降情况下堆积体内部应力以及位移情况。分析结果表明,库水位升降时堆积体水平方向位移响应量比竖直方向更加明显,同时也能得出库水位下降时堆积体位移较上升时响应更加明显,因此堆积体在库水位下降时更容易发生破坏变形,与监测趋势一致。(4)对堆积体稳定性进行定量分析,得出库水位升降情况下的稳定性情况。分析结果表明,在库水位上升时堆积体稳定性呈先减小后增加的趋势,处于基本稳定状态;在库水位下降时堆积体呈逐渐减小再缓慢增加的趋势,处于欠稳定状态。(5)对堆积体稳定性进行预警预报分析,以库水位下降速率、位移-时间切线角以及宏观地表变形为主要判据对堆积体做出分级预警。
【关键词】：水库 塌岸机理 渗流 稳定性 预警预报
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV697.33;P642.2
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-17
• 1.1 研究背景和意义12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 非饱和渗流研究现状12-13
• 1.2.2 流固耦合国内外研究现状13-14
• 1.2.3 库水位升降对滑坡稳定性影响国内外研究现状14-15
• 1.3 主要研究内容及技术路线15-17
• 第2章 硗碛水库工程地质条件17-21
• 2.1 区域地质与地震17-18
• 2.2 地形地貌18-19
• 2.3 地层岩性19
• 2.4 物理地质现象19-20
• 2.5 水文地质条件20-21
• 第3章 蚂蝗沟5号堆积体变形破坏特征及机理分析21-33
• 3.1 堆积体基本特征21-25
• 3.1.1 堆积体边界、规模、形态特征21-22
• 3.1.2 堆积体物质组成22-25
• 3.2 堆积体变形破坏特征25-30
• 3.2.1 地表变形特征25-27
• 3.2.2 现场变形监测成果分析27-30
• 3.3 堆积体影响因素及机理分析30-33
• 3.3.1 堆积体变形影响因素30-31
• 3.3.2 堆积体变形机制分析31-33
• 第4章 库水位升降条件下堆积体渗流场分析33-47
• 4.1 渗流基本理论33-35
• 4.1.1 Darcy定律33
• 4.1.2 非饱和土渗流33-35
• 4.2 计算模型35-39
• 4.2.1 几何模型及网格划分35
• 4.2.2 模型计算工况分析35-36
• 4.2.3 模型计算参数选取36-39
• 4.3 渗流场模拟结果和分析39-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第5章 库水位升降条件堆积体流固耦合及稳定性分析47-62
• 5.1 分析原理47-49
• 5.1.1 土体平衡方程47-48
• 5.1.2 Seep/W和Sigma/W耦合原理48
• 5.1.3 稳定性计算原理48-49
• 5.2 初始条件设置49-50
• 5.3 流固耦合结果分析50-58
• 5.3.1 应力场模拟分析50-52
• 5.3.2 位移场模拟分析52-58
• 5.4 稳定性计算结果分析58-61
• 5.5 本章小结61-62
• 第6章 库水位升降条件下堆积体稳定性预警研究62-67
• 6.1 概述62-63
• 6.1.1 预警判据分类62-63
• 6.1.2 预警级别划分63
• 6.2 堆积体稳定性预警判据研究63-66
• 6.2.1 库水位下降速率判据研究63-64
• 6.2.2 位移变形判据研究64-65
• 6.2.3 宏观变形判据研究65-66
• 6.3 本章小结66-67
• 第7章 结论与展望67-69
• 结论67-68
• 展望68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-74
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果74

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