库水位变化时陡倾软弱顺层岩质滑坡变形机制

研究库水位动态变化时陡倾软弱顺层岩质滑坡的变形机制,为库岸滑坡防治及库水调度提供帮助。以四川省大渡河某水电站开顶滑坡为例,通过野外调查资料、库水位及地面监测数据综合分析,研究滑坡结构及变形破坏特征;建立二维地质模型,利用离散元模拟蓄水前后陡倾顺层岩质滑坡变形响应过程,结合有限元进一步分析库水作用下岸坡稳定性变化规律。研究结果表明,岸坡特殊的地质构造和岩性是控制滑坡产生的主要因素,水库蓄水诱发了滑坡的变形,库水位变化进一步加速了变形进程。当库水位以4.8 m/d、3.84 m/d、1.92 m/d的速率上升时,坡体稳定性呈现先增后减的趋势;当以小于0.5 m/d的速率下降时,岸坡变形不明显,但稳定性急剧降低,极有可能增加变形速率,加剧变形,导致大范围失稳破坏。在水库调度过程中,为避免渗流作用对岸坡稳定性的影响,库水位变化应保持在较小的速率平稳运行。     

三峡库区白家包滑坡变形机理与预警模型研究

三峡库区自2003年蓄水以来,库区有大量滑坡监测累积位移曲线呈阶跃型,此类滑坡在外界影响因素下集中在某一时间段内变形量大,其机理复杂、稳定性判断和预警难度大.通过研究滑坡的变形特征及诱发因素,有助于评估滑坡的稳定性,并构建合适的预警模型.本文以白家包滑坡为研究对象,综合分析15年人工和4年自动GNSS地表位移监测数据,结合野外宏观巡查及勘查资料,研究了白家包滑坡的变形机理;基于改进切线角以及全自动监测数据定量化分析,获取滑坡等速变形速率和变形阶跃点,建立相应的预警模型.结果表明：白家包滑坡整体变形明显,滑坡变形主要集中于每年5—6月,滑坡累积曲线呈现典型的“阶跃”型的动态变形特性,受库水位升降作用影响表现出明显的“推拉效应”;库水位下降是白家包滑坡变形关键影响因素,且与库水位下降速率密切相关,在库水位快速下降期和低水位期,特大暴雨和持续降雨会促进变形;通过改进切线角方法及数据精细化分析,白家包滑坡的位移速率阈值为8.7 mm/d,库水阈值为库水位下降至149 m位移阶跃启动,最小下降速率为0.4 m/d.     

木鱼包滑坡变形与库水位相关性定量化分析

为研究库水位高程、降雨量对三峡木鱼包滑坡变形的影响,分别从定性与定量的角度分析了位移数据与库水位高程数据、降雨量数据之间的相关性。通过对长期监测数据的定性分析,认为水位高程是影响木鱼包滑坡变形的主要因素,并根据滑坡变形速率的大小将变形过程划分为3个阶段;对多年月监测数据的计算得出滑坡的位移量数据与2个月前的水位高程数据之间的斯皮尔曼相关系数的均值最大,为0.409(中等正相关),而与任意时期的降雨量数据之间的相关系数几乎小于0.2;日监测数据的计算得出滞后期为40 d时滑坡变形数据与库水位高程数据之间的相关系数的均值最大,为0.622(强正相关)。综上可知木鱼包滑坡变形对库水位变动的响应较为明显,并且在时间上存在约40 d的滞后期,而降雨量对木鱼包滑坡变形的影响并不明显。本文所取得结论与其他学者对木鱼包滑坡的认识基本一致,说明相关性的定量计算能够在滑坡变形影响因素方面的研究提供一定的科学依据。     

基于ABAQUS强度折减法分析库水位下降对边坡稳定性影响

三峡水库自运行以来,库水下降成为滑坡复活的一个诱因.本文根据库区水位调度方案,利用ABAQUS软件模拟库水位在175～145m的下降过程,考虑饱和-非饱和渗流场与应力场耦合理论效应,并采用强度折减法分析库水下降对树坪滑坡稳定性的影响.分析结果表明:三峡水库以0.21m/d的速度由175m降至145m时,树坪滑坡前缘会产生一定的变形,滑坡后缘和中部,基本上未产生变形,目前树坪滑坡处于较稳定状态,但在库水反复变动及降雨作用下,可能会面临失稳的危险.其成果将为库区滑坡治理提供一定的理论依据.     

库水位升降作用下库岸滑坡稳定性研究

为研究库水位升降对库岸滑坡稳定性的影响,以九甸峡库区某滑坡为例,采用GPS对其外部进行变形监测,结合详细的现场调查及水库运营资料,同时针对库水位升降条件下利用Geo-slope分析库岸滑坡的稳定性变化规律.结果表明:库水位100~130 m阶段,库水位快速持续上升及下降将会引起滑体发生滑动;滑体稳定性随库水位下降速度增加而减小,库水位下降速度超过0.3 m/d时,滑体将会发生失稳;库水位上升速率大于0.4 m/d时,将会诱发滑体失稳;库水位连续快速升降也对库岸滑坡稳定性不利,库水位快速升降与滑体滑动存在滞后期.     

浮托减重效应对三峡库区竹林湾滑坡稳定性影响研究

由于水库水位上升产生的浮托减重效应,三峡库区自从2003年蓄水后,特别是在2008年首次进行175 m试验性蓄水时大量滑坡发生复活并变形.此后在历年的水位上升阶段,又再次产生这种周期性和间歇性的变形,奉节县的竹林湾滑坡便是典型滑坡之一,其每年在水位较高时处于缓慢蠕动变形状态,变形随着水位上升而产生,水位下降又逐渐趋于稳定.通过分析竹林湾滑坡的变形演化过程及其与降雨、库水位变动等因素的耦合关系,借助数值模拟计算,可得到以下结果:滑坡的砂泥岩互层岩性及微地貌特征为滑坡的变形提供了良好的地质基础,降雨对滑坡的稳定性影响很小,滑坡变形诱发条件为库水位的上升,数值模拟的渗流与稳定性计算结果显示,库水位持续上升导致滑坡稳定性不断减小,当水位升至175 m时,滑坡稳定性系数随后也达到最小值,随着变形的演化发展,可能由缓慢变形最终导致失稳破坏,这与实际变形结果基本吻合,该研究结果为水库水位调度提供了相关参考和依据.     

三峡库区兰陵溪滑坡形成机理及稳定分析

兰陵溪锚地是三峡坝上供载运易燃易爆危险货物船舶停泊的锚地之一,地处兰陵溪滑坡影响范围内,为评估滑坡对锚地的安全风险,对其进行致灾机理研究十分必要.本文利用滑坡变形监测数据、降雨量及库水位变化数据,运用Geo-Studio软件及MatDEM离散元软件,模拟分析了降雨及库水位下降不同工况对滑坡的影响,探讨了滑坡致灾机理及其稳定性.结果表明：该滑坡的破坏始发于坡脚,属于推移式滑坡,但随坡脚进一步破坏,带动滑坡坡体中、上部位产生变形,逐渐向牵引式滑坡转变.在不同降雨工况下,滑坡后缘都是受影响较大区域;而坡脚的变形破坏主要由库水位下降引起;中后段错动形成的多级平台及后缘张拉裂缝则与降雨和库水位密切相关.研究结论可为该滑坡的预报、预测提供参考,具有实际工程意义.     

库水位下降对八字门滑坡稳定性分析

库水位的下降速率是诱导滑坡产生的重要因素,研究库水位与滑坡稳定性之间的关系,可以有效地减少滑坡灾害的发生.根据对八字门滑坡的地质调查,通过Geo-Studio软件提供的Seep/W和Slope/W模块对库水位下降速度对滑坡稳定性的影响分析,研究了两种不同的工况下库水位以0.6 m/d、0.8 m/d、1.0 m/d、1.2 m/d不同的速率从159 m下降到145 m对孔隙水压力和滑坡稳定性系数的变化.发现在同一工况下,滑坡库水位下降速率越大,孔隙水压力变化越明显,滑坡体稳定系数越低,库水位以1.2 m/d下降的速率下降时,稳定系数从初始的1.036下降到0.944,同一工况不同下降速率日降幅为0.6 m/d,八字门滑坡处于欠稳定状态,日降幅为1.2 m/d,八字门滑坡处于不稳定状态,当库水位日降幅为1.2 m/d叠加50年一遇暴雨,滑坡产生大面积滑移.控制水库水位下降速率和检测降雨量,分析八字门滑坡后期的滑坡位移变形,可以有效地给滑坡区周围的居民提供安全预警.     

某水库滑坡在降雨作用下的稳定性模拟分析

水库型滑坡主要受库水位升降变化而发生变形,因此对水库滑坡的研究主要集中在库水变动影响下的滑坡变形机理及稳定性分析方面.然而通过对三峡库区滑坡调查发现,有一类水库滑坡变形主要受降雨影响,而研究这类滑坡在降雨和库水共同作用下的变形及稳定性同样具有重要意义.本文以三峡库区某水库滑坡为例,在详细调查该滑坡地质条件及变形发展过程基础上,运用数值模拟方法对其渗流场及稳定性进行了定量分析.结果表明,该滑坡由于特殊的地形条件,其变形主要受降雨影响,受库水位升降影响较小.     

三峡库区水位变动下推移式滑坡监测变形分析

三峡水库蓄水诱发了多处推移式滑坡变形加剧,为了加强对该类滑坡在三峡水库水位调节下变形特征的认识和灾害的预防,以三峡库区典型推移式滑坡——云阳凉水井滑坡地质条件和变形特征为例,制定监测方案;通过对滑坡地表位移、地表裂缝、深部位移、地表水位、降雨量及宏观巡查等方面的监测,分析监测指标的变化规律及相互关系,研究降雨及库水位升降对滑坡变形影响,分析了降雨、库水位变化时滑坡体变形和变形速度的规律;结合条块自身稳定系数变化量,揭示了推移式滑坡在降雨和库水位两种不同作用机制下的变形规律：降雨对后部变形影响大,库水对前部变形影响大,水位越高影响越强烈;降水时动水压力对滑体变形影响较大;同时受降雨和降水作用时滑体变形最大。其变形规律为该类滑坡防灾减灾提供了科学依据。     

白家包滑坡变形影响因素定性及定量分析

确定库岸滑坡变形的主要影响因素,可以为库岸滑坡的防治提供更有效指导.本文以三峡库区白家包滑坡为研究对象,首先收集了白家包滑坡监测资料以及三峡库区库水和降雨资料;然后定性分析白家包滑坡累积位移变形阶段及特征,将该滑坡累积位移主要影响因素分为三类:降雨和库水的共同作用;主要为降雨作用;主要为库水作用;最后利用相对库水位、降雨量和累积位移相关系数,分别建立降雨和库水位对滑坡位移影响系数模型,定量计算出该滑坡变形主要影响因素,与定性分析结果进行对比.研究结果表明,白家包滑坡位移主要影响因素定量计算与定性分析的结果吻合度较高,准确率为84.62%,模型具有一定适用性,其方法也能为相关研究提供参考.     

三峡库区大型滑坡发育机理

体积超过1×10^7m^3的大型滑坡是三峡库区主要地质灾害,其发育机理包括形成机理和诱发机理两方面。通过大量现场调查和观测,运用地貌学方法,揭示了三峡库区大型滑坡在地质历史时期的3种形成机理即危岩链式崩落、泥石流堆积和地震,所占比例分别约为70％、10％和20％;发现存在于斜坡表面的大量危岩链式崩落堆积物是形成大型滑坡的基本条件,滑坡类型主要属于堆积层滑坡,而地震作用主要形成基岩滑坡。通过大量室内土工试验和模型试验,揭示了滑坡目前的3种诱发机理即降雨软化滑坡土体、坡顶加载和坡脚切割或工程弃渣堆积等人类工程活动、库水位变化和滑坡体周期性浸泡等;其中前两类诱发机理主要出现在175m水位以上大量城镇、交通干线及移民等工程建设区段,后一类诱发机理出现在库水位变动带内;位于库水位变动带的大型滑坡,滑坡土体被库水周期性浸泡,强度非线性衰减,同时,库水位降落期间在滑坡体内产生较大的渗透力,两者耦合作用、加速了库岸滑坡的变形与破坏过程。以上研究成果基本概括了三峡库区大型滑坡的主要发育机理。     

降雨模式对树坪滑坡稳定性影响分析

降雨是诱发滑坡失稳的重要因素,依据饱和-非饱和及斜坡稳定性分析理论,基于等量的降雨量和降雨时间,按照实际库水位调度和降雨集中时间分为三种工况:工况一,稳定水位145 m;工况二,175 m水位线经150 d降到145 m水位线;工况三,145 m水位线经60 d升到175 m水位线,采用Geo-studio软件模拟三峡库区树坪滑坡在不同工况中减弱型、增强型、集中型、平均型4种降雨模式下的降雨入渗过程和稳定性。探讨了树坪滑坡孔隙水压力随时间的变化规律,以及树坪滑坡稳定系数与时间的变化关系。结果表明:降雨模式对树坪滑坡降雨入渗和稳定性有明显的影响,除工况二下水位继续降低作用外,其他二种工况下减弱型降雨模式水位线变化早于其他三种模式,库水位的变动能改变降雨模式对滑坡水位线的影响;降雨模式和库水位变动的双重作用下降雨入渗也发生了明显的变化;滑坡的初始安全系数都在1.2以上,而在工况二下滑坡的安全系数都降到1.2以下,尤其是减弱型模式下滑坡安全系数降幅最大。     

三峡库区卧沙溪滑坡变形影响因素分析

卧沙溪滑坡是三峡库区变形严重的典型滑坡之一.基于近年来该滑坡GPS位移监测成果、库区降雨和库区水位变化等相关资料,通过分析滑坡位移、变形速率和宏观裂缝监测数据,研究滑坡变形特征及滑坡影响因素.研究结果表明:该滑坡近几年累积位移时间曲线于每年的4~6月期间呈周期性、阶跃性特征;库水位下降和库水位浸泡是引起卧沙溪滑坡位移变形的主要影响因素,降雨加剧滑坡变形;按照滑坡机理分类,该滑坡属于动水压力型与浸泡软化型的复合型滑坡.     

降雨-库水耦合作用对滑坡变形演化的影响研究——以白家包滑坡为例

三峡水库在2003年6月蓄水后,大量滑坡产生了复活变形.库区滑坡的复活变形受到每年水位升降和汛期降雨的影响,为研究库区滑坡在降雨-库水的耦合作用下滑坡的变形演化特征,选取了三峡库区典型的白家包滑坡为案例,通过分析其自2006年至2018年间的监测数据,研究了滑坡在时间和空间上的演化过程;基于领域粗糙集理论,对滑坡变形演化的影响因子进行了计算和判识;最后运用数值模拟对滑坡在不同工况条件下的稳定性进行了计算分析.结果表明:白家包滑坡的累计位移呈现出十分典型的周期性和阶跃性,阶跃时段为每年的6～8月;在空间上滑坡变形强度从右侧到左侧逐渐减弱,从前部至后缘逐渐减小,呈典型的牵引式变形特征;滑坡对当月降雨量最为敏感,其次对当月水位下降速率较为敏感,降雨和库水位对滑坡的影响效应均在一个月以内;在库水位以1.2 m/d下降到145 m时,叠加降雨后为最危险工况,滑坡处于欠稳定状态,存在失稳下滑风险,研究结果可为同类型滑坡的防治提供一定的参考依据.     

三峡库区白水河滑坡变形特征及影响因素的阶段分析

为研究三峡库区库岸滑坡的变形特征及主要影响因素,以三峡库区白水河滑坡为研究对象,通过滑坡全球定位系统(GPS)位移监测数据,结合降雨及库水位资料,依据库区蓄水过程,分三阶段定性分析滑坡的变形特征和影响变形的主要因素.结果表明:滑坡变形集中在每年的5~8月份,呈阶跃式变形;降雨和库水位变化为影响滑坡变形的主要因素;从第一阶段(200306~200608)降雨为滑坡变形的主导因素,第二阶段(200609~200808)降雨为主要影响因素,库水位变化有一定影响,到第三阶段(200811~今)降雨和库水位变化共同影响滑坡变形.研究说明:降雨强度较滑坡累积变形表现出较强关联性,库水位的波动对累积位移的影响并不明显;降雨强度越大,累积位移曲线上升幅度越大.     

不同水位调度情况下滑坡的变形分析

为研究三峡库区水位反复升降情况下对沿岸涉水边坡的影响,以卡子湾滑坡为例,通过FLCA 3D软件模拟不同工况下水位调度对滑坡变形的影响。结果表明：在库水反复升降过程中,前缘涉水段位移变化较大,最大位移发生在库水处于低水位期;剪应力在静水位阶段变化较小,在水位变化时剪应力随着库水下降而增大,随着库水上升而减小;随着库水位周期性变动,滑坡前部张拉作用由滑坡前缘局部向整个前缘部分扩展;滑坡在库水快速下降阶段,日位移变化量达到最大,但仍未形成连续、贯通的剪应变增量带,说明滑坡在当前调度过程中仍处于相对稳定状态;在对中前部监测点分析发现,滑坡中前部地表位移主要发生在库水位调度下降期,所以在降水期应对沿岸滑坡重点监测。     

楚雄州地质灾害降水特征及气象预警指标研究

利用2004～2010年逐日降雨量、滑坡泥石流历史地质灾害记录,分析研究了楚雄州滑坡泥石流地质灾害的时空分布状况及滑坡泥石流发生与降雨的关系.结果表明:滑坡泥石流的发生与当日及前期累积降雨量关系密切,其中,1～3 d累积降雨量20～30 mm、5 d累积降雨量30～40 mm、10 d累积降雨量50～60 mm、15 d累积降雨量80～90 mm等降雨条件下易发生滑坡泥石流灾害,相应的预警等级较高,进而根据本结论采用短期天气预报加前期实时降雨资料进行推理,得出了楚雄州地质灾害气象预警指标,为楚雄州进一步深入开展地质灾害气象预警以及预警模式的优化完善提供重要的预报依据.     

三峡库区消落带滑坡稳定性分析中的力学问题

针对三峡库区消落带特殊的地质环境,在系统分析作用于滑坡体上的力系以及滑坡体受力状态随库水位变化而变化的规律的基础上,研究了水库消落带库水位周期性变化对岩石变形特性演化规律的影响,提出了旱季（天然状态）、雨季（暴雨或长期降雨状态）、旱季＋175m库水位、雨季＋175m库水位、旱季＋地震、雨季＋地震、旱季＋175m库水位＋地震、雨季＋175m库水位＋地震、旱季＋库水位由175m下降至145m、雨季＋库水位由175m下降至145m等10种典型计算工况及其相应的作用荷载体系,建立了三峡库区水库消落带滑坡稳定性分析评价方法。其研究成果为探索处于三峡库区水库消落带地质环境的稳定性分析评价方法和确定三峡库区库岸边坡整治工程设计方案奠定了基础。     

对三峡库区某滑坡位移响应规律研究

利用三峡库区某滑坡长期地表位移监测资料,分别从定性和定量的角度研究了滑坡变形的时域规律:运用离散谱分析求得在库水及降雨条件下该滑坡变形的周期为12个月左右;运用统计学的方法建立了滑坡变形滞后于库水位及降雨的回归模型,求得滑坡变形滞后期与库水位降速的相关模型为T1=5.463-3.677v1,与库水位降速及降雨强度的相关模型为T2=6.353-5.498v1-0.23v2t2,且库水位降速对变形滞后期的影响占主导作用.对库水位一个下降周期内不同水位下降方案进行模拟可知,库水位降速与滑坡稳定性呈负相关.库水位下降历时、降幅一定时,采用先快降后缓降同时避免陡升陡降的库水位调度方案,可获得较高的安全系数,为工程实践提供了一种可行的滑坡变形时域规律研究方法.