三峡库区增大库水位下降速率对涉水滑坡稳定性影响研究

发布时间：2017-10-01 16:00

  本文关键词：三峡库区增大库水位下降速率对涉水滑坡稳定性影响研究

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【摘要】：库岸滑坡失稳是伴随水电工程建设而产生的一种地质灾害,国内外由于水库修建而诱发的滑坡实例并不鲜见,由此造成巨大的人员伤亡和经济损失,甚至工程报废。因为滑坡产生条件复杂、作用因素较多、波及面广、发生频繁,且发生的多样性和复杂性使得预测困难,所以一直是我国重点研究的工程地质问题之一。自三峡库区建成蓄水以来,坝前水位一直在145m到175m之间变动,而库水位的变化非常容易引起库岸滑坡失稳等工程地质灾害现象的发生。通过查阅大量国内外文献,选取三峡库区二层岩滑坡,结合研究区域的地质条件及三峡库区的水位调度情况,对库水位降落不同速率下滑坡稳定性进行数值模拟分析。通过总结国内外学者对库岸滑坡失稳机制以及饱和—非饱和渗流的研究成果,结合三峡库区水位调度模拟了五种不同库水位下降速率工况,运用plaxis有限元软件对研究区滑坡进行模拟,得出如下结论:(1)三峡库区库水位下降与滑坡体稳定性之间关系。运用历史监测数据分析三峡库区滑坡实例表明,水库蓄水对库区滑坡体稳定性会产生影响,尤其是在库水位下降过程中滑坡体的稳定性会发生明显的变化。(2)滑坡稳定性影响因素分析。建立标准滑坡模型,运用有限元数值分析方法,通过改变滑坡坡角、土体渗透系数、库水位下降速率,对滑坡稳定性及最危险滑动面进行评价。研究得出,滑坡的坡角越大,滑坡稳定性越低;滑坡体渗透系数增大,滑坡稳定性逐渐升高;提高库水位下降速率,滑坡的稳定性系数随之变小。(3)库水位的变化对滑坡体内渗流场的影响。运用饱和-非饱和渗流理论,研究得出,在库水位下降过程中,滑坡体内部浸润线并没有随着库水位下降即刻降低,存在明显的滞后性,距离库水位近的部分浸润线下降较快,距离库水位远的部分浸润线下降较慢。(4)增大库水位下降速率引起滑坡体稳定性的变化。运用非饱和土力学理论,改变库水位下降速率,分析边坡的饱和度和基质吸力、滑坡稳定性、最危险滑动面的变化规律。研究得出,随着库水位下降速率的逐渐增大,饱和度逐渐增大,基质吸力逐渐减小,滑坡体水平位移变大,稳定性系数降低。(5)两种方法计算滑坡稳定性与对比分析。运用两种方法计算滑坡的稳定性,即传统的极限平衡法和有限元强度折减法。研究得出,随着库水位下降速率增加,滑坡的稳定性系数逐渐降低,当库水位下降速率设定为1.2m/day时,边坡的稳定性系数最低;两种方法计算得到的稳定性系数存在区别,传统的极限平衡法计算整体稳定性,即整个堆积层沿基岩的稳定性,稳定性系数偏小,而有限元强度折减法计算的是局部稳定性,即前缘浅层的稳定性系数,稳定性系数偏大。
【关键词】：三峡库区 滑坡 库水位下降 饱和-非饱和渗流 滑坡稳定性
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV221.2;P642.22
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 研究背景12
• 1.2 研究目的和意义12-13
• 1.3 国内外研究现状13-16
• 1.3.1 库岸滑坡失稳因素13-14
• 1.3.2 库岸滑坡渗流场与浸润线规律分析14
• 1.3.3 库岸滑坡渗流场与稳定性分析14-15
• 1.3.4 库水位下降速率与滑坡稳定性分析15-16
• 1.4 研究内容与技术路线16-17
• 1.4.1 研究内容16-17
• 1.4.2 技术路线17
• 1.5 研究创新点17-18
• 第2章 饱和—非饱和稳定性分析方法18-24
• 2.1 饱和-非饱和土渗流分析基本原理18-20
• 2.1.1 非饱和土的Darcy定律18
• 2.1.2 饱和-非饱和渗流控制方程18
• 2.1.3 非饱和土的有效应力原理18-19
• 2.1.4 非饱和土的土-水特征曲线19-20
• 2.2 非饱和土的强度基本理论20-21
• 2.3 滑坡稳定性分析方法21-23
• 2.3.1 极限平衡法21-22
• 2.3.2 有限元强度折减法22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 滑坡稳定性影响因素研究分析24-50
• 3.1 滑坡稳定性影响因素24-25
• 3.2 不同坡角滑坡稳定性有限元分析25-35
• 3.3 不同渗透系数滑坡稳定性有限元分析35-48
• 3.4 本章小结48-50
• 第4章 二层岩滑坡稳定性研究分析50-72
• 4.1 二层岩滑坡工程地质概况50-51
• 4.1.1 地理位置与交通50-51
• 4.1.2 水文气象51
• 4.2 区域地质环境条件51-53
• 4.2.1 地形地貌51-52
• 4.2.2 地层岩性52
• 4.2.3 水文地质条件52-53
• 4.2.4 不良地质现象53
• 4.3 滑坡基本特征53-56
• 4.3.1 滑坡地形地貌53
• 4.3.2 滑坡物质组成53-54
• 4.3.3 滑坡空间形态54-55
• 4.3.4 滑坡变形破坏55-56
• 4.4 有限元强度折减法计算滑坡稳定性56-58
• 4.4.1 有限元计算模型56-57
• 4.4.2 设计参数57-58
• 4.4.3 工况模拟58
• 4.5 渗流场数值模拟结果及分析58-70
• 4.5.1 库水位下降速率变化引起基质吸力和饱和度的变化58-63
• 4.5.2 库水位下降速率变化对滑坡坡体内浸润线的影响63-66
• 4.5.3 库水位下降速率变化最危险滑动面66-69
• 4.5.4 库水位下降速率变化对滑坡稳定性的影响69-70
• 4.6 极限平衡法计算滑坡稳定性70-71
• 4.7 本章小结71-72
• 第5章 结论与展望72-74
• 5.1 结论72
• 5.2 展望72-74
• 参考文献74-80
• 致谢80

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本文编号：954317